Las constelaciones de satélites se han convertido en una de las grandes apuestas del presente y del futuro. Cientos de estos pequeños dispositivos orbitando alrededor de la Tierra con fines tan dispares como recopilar fotografías de zonas concretas o establecer una red de telecomunicaciones a nivel global. En este último segmento se encuadran los satélites de Starlink, que vimos en los cielos de media España hace ahora una semana, y también los de Sateliot, una compañía catalana que ya ha lanzado su primer satélite.

Desde el cosmódromo Baikonur (Kazajistán) y hace dos meses, Sateliot lanzó su primer elemento de la constelación. Este pionero de la carrera espacial española busca servir como laboratorio para futuros lanzamientos y, de momento, "todo marcha según lo previsto", según ha contado Jaume Sanpera, CEO de Sateliot, a OMICRONO.

Basándose en ese mismo dispositivo, han mostrado un proyecto de constelación de satélites de telecomunicaciones al Ministerio de Industria. Quien será el encargado de gestionar la aportación económica a través del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia del Gobierno, para después aplicarse bajo el paraguas del Ministerio de Defensa. 

El proyecto, de ser aprobado, supondría la inversión de 176 millones de euros en el marco del Programa de Impulso de proyectos tractores de Competitividad y Sostenibilidad Industrial. El consorcio, liderado por Sateliot pero compuesto por otras 10 empresas e instituciones, pretende posicionar a España como referencia mundial en las constelaciones 5G IoT y en las comunicaciones seguras.

La línea principal del proyecto de Sateliot pasa por aplicar tecnologías de encriptación cuántica avanzadas para que las comunicaciones entre los diferentes organismos de Defensa -donde se incluyen militares- sean totalmente seguras.

Encriptación cuántica

La primera parte del proyecto de Sateliot pasa por establecer una constelación de satélites alrededor de la Tierra con una frecuencia de paso muy alta que sea capaz de proporcionar una cobertura 5G a nivel global. En su planteamiento original, esta constelación estaba destinada a servir como nodo de comunicaciones de dispositivos de Internet de las Cosas. Por ejemplo, enviar datos de la posición en tiempo real de un contenedor de barco o monitorización de cosechas a través del envío de diferentes parámetros.

Las grandes potencias mundiales como Estados Unidos y China, nos comenta Jaume Sanpera, están almacenando las comunicaciones entre las embajadas de terceros países para dentro de unos años poder desencriptarlas mediante ordenadores cuánticos. "Esta tecnología ya existe y en unos 5 años estará lo suficientemente madura como para poner en riesgo las telecomunicaciones".

El desarrollo llevado a cabo por Sateliot comprende la instalación de un generador aleatorio de claves a bordo de sus satélites. Esas mismas contraseñas serán enviadas a los clientes en la superficie. "El satélite enviará una serie de fotones emitidos por un láser que servirán de clave cuántica segura. Y el cliente, en la Tierra, devolverá la comunicación mediante 5G", apunta Sanpera. Es un método mucho más sencillo desde el punto de vista físico -debido a la refracción- y barato que disponer de un emisor de fotones también en la superficie.

El mejor ejemplo de funcionamiento del sistema es el que pone el propio Jaume Sanpera: "Es como si quedamos en persona en un lugar acordado y nos intercambiamos una clave que nos inventamos en ese momento mediante un proceso aleatorio puro". Si luego usamos esa clave para comunicarnos, el método será imposible de romper, porque es un número aleatorio que solo conocemos las dos partes.

"El problema está cuando nos queremos comunicar por primera vez sin antes haber acordado una clave. Ese intercambio de información no es seguro", afirma. Trasladándolo a las comunicaciones de Sateliot, lo que hace el satélite es mandar una clave al cliente que es imposible de crackear.

Barco en el Índico

"A un barco de la Armada que se encuentra en el océano Índico, el satélite le mandará una clave salida del generador aleatorio puro y que será única para esa comunicación. Una vez hecho esto, el barco transmitirá la información usando el canal 5G habitual sabiendo que tanto él como el satélite y el destinatario tienen una clave segura". Si por cualquier motivo alguien intercepta la señal láser, la clave queda automáticamente destruida debido a que está compuesta nada más que de fotones de luz pulsada.

En ese momento, el satélite mandará la misma clave a la base de operaciones del barco. Y se generará una línea encriptada totalmente segura por la que enviar cualquier tipo de información. El ancho de banda permite, por ejemplo, el envío de cadenas de texto, geoposicionamiento, información de todo tipo e incluso imágenes.

"Para llegar a la seguridad absoluta, las claves son de único uso. Una vez terminada una tanda de comunicaciones esa contraseña se destruye", comenta Sanpera. Quien también nos apunta a que cada vez que el satélite pasa por encima de ese barco situado en el Índico, se envían miles de claves para que puedan usarse en el futuro.

"La constelación 5G IoT tiene previsto su lanzamiento a partir del 2022, mientras que la 5G IoT QKD [la versión con encriptado cuántico] para el Ministerio de Defensa se llevará a cabo a partir del 2024 con los primeros satélites demostradores". Cuando esté completa, la QKD contará con 8 satélites lanzados en un primer momento y 80 para completar la constelación cuántica. Estos 88 satélites se emplazarán en una órbita polar a unos 550 kilómetros y proporcionarán cobertura a nivel mundial.

Ese número será ampliamente superado por las estaciones instaladas en la superficie. "Se pueden crear miles", apunta Sanpera. Estas estaciones se podrán equipar en cualquier vehículo militar como submarinos o barcos, pero también servirán para el uso en infraestructuras como cuarteles militares, sedes de ministerios, embajadas y en la empresa privada.

Aplicaciones en defensa y empresa

Además de las aplicaciones militares que ya hemos mencionado con los ejemplos anteriores, esta constelación de satélites 5G cuenta con muchas más. Prácticamente infinitas pues protagonizarán los sistemas de telecomunicaciones más críticos en los próximos años.

"El sector bancario es el que está más interesado en este tipo de claves. Hay mucha gente que está interesada en interceptar sus comunicaciones", nos apunta Sanpera. "Los ayuntamientos que manejan información personal, el sector de la salud con los informes médicos confidenciales...".

El interés de Europa, y de ahí el proyecto Horizonte 2020 y el Plan de Recuperación, por tener la tecnología es primordial. "Las tecnologías cuánticas van a determinar qué naciones son seguras y cuales no lo son. Exactamente igual que hace décadas había una división entre países con potencial y sin potencial nuclear, en la siguiente era habrá naciones cuánticas y no cuánticas".

Además, será una tecnología que los países que la tengan no la van a vender. "Si Europa quiere tener tecnología cuántica debe desarrollarla ella misma", afirma. "Los gobiernos no van a permitir que se vendan estas tecnologías".

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