Uma nova geração de balões estratosféricos e veículos aéreos não tripulados (UAVs) de alta altitude poderá em breve conectar os desconectados do mundo à Internet de alta velocidade por uma fração dos preços praticados por operadores de megaconstelações de satélites, como o Starlink da SpaceX.
As estações de plataforma de alta altitude, ou HAPS, já existem há algum tempo, mas a tecnologia ainda não decolou totalmente. O Google passou 10 anos tentando desenvolver balões que pairassem na estratosfera acima de áreas rurais remotas e transmitissem internet aos residentes, mas abandonou o projeto, chamado mergulhãoem 2021, concluindo que não poderia ser tornado sustentável.
Richard Deakin, CEO da World Mobile Stratospheric, disse que o HAPS não conseguiu chegar até agora porque não conseguia suportar antenas que consomem muita energia, necessárias para transmitir Internet de alta largura de banda em vastas extensões de terra. Balões e dirigíveis de alta altitude testados anteriormente dependiam da energia fotovoltaica para gerar energia, que fornece apenas “algumas centenas de watts”, segundo Deakin.
Ele disse que o HAPS de sua empresa, um avião autônomo chamado Stratomast, será movido a hidrogênio líquido, permitindo não apenas pairar por seis dias a uma altitude de 60.000 pés (18 km), mas também gerar eletricidade suficiente para suportar uma antena phased array de 10 por 10 pés (3 por 3 metros) que poderia conectar 500.000 usuários em Terra ao mesmo tempo. Após seis dias, uma nova aeronave chegaria para assumir o serviço enquanto a primeira retornava à base para reabastecimento.
Deakin diz que os usuários obterão 200 megabits por segundo (Mbps) de conectividade diretamente em seus smartphones da Stratomast. Isso seria uma grande melhoria em relação StarLinka atual oferta direta ao dispositivo de 17 Mbps, que atualmente só é capaz de suportar mensagens de texto de emergência. Até AST SpaceMobileque está construindo uma constelação de antenas orbitais gigantes para transmitir internet diretamente para smartphones, pode sustentar apenas cerca de 21 Mbps.
“Quando o Stratomast estiver voando, todos esses satélites antigos estarão em museus”, disse Deakin.
A aeronave Stratomast de 4 toneladas métricas (4,4 toneladas), feita de fibra de carbono leve, tem envergadura de 184 pés (56 m), equivalente à de um avião Boeing 787 Dreamliner de 120 toneladas métricas (132 toneladas). Um único Stratomast cobrirá uma área de 15.000 quilômetros quadrados (6.000 milhas quadradas). Um alcance tão amplo significa que toda a Escócia poderia ser coberta com apenas nove plataformas Stratomast, disse Deakin. A World Mobile Stratospheric estima que o custo de funcionamento de tal sistema seria de apenas £ 40 milhões (US$ 52 milhões) por ano, permitindo à empresa fornecer 200 Mbps de conectividade à Internet aos 5,5 milhões de habitantes da Escócia, a um custo de cerca de 60 pence por pessoa por mês.
“Isso é o suficiente para TV, banda larga de computador, tudo isso…”, disse Gregory Gottlieb, chefe de plataformas aéreas da World Mobile, ao Space.com.
Em comparação, a assinatura mais barata do Starlink, cobrindo apenas áreas com baixa demanda, custa atualmente US$ 40 por mês. E o preço é apenas uma das desvantagens da Internet via satélite LEO. Para poder se conectar ao Starlink satélitesos usuários precisam de terminais dedicados. Embora as velocidades de downlink do Starlink cheguem a 250 Mbps, a largura de banda fica diluída à medida que o número de usuários aumenta. Por exemplo, as tropas na linha da frente no leste da Ucrânia queixam-se de que A largura de banda Starlink limita o uso de robôs terrestresjá que a maioria dos terminais obtém apenas cerca de 10 Mbps.
“Realmente não existe nenhuma constelação de satélites que possa atender mais de uma pessoa por quilômetro quadrado (0,4 milhas quadradas)”, disse Mikkel Frandsen, fundador e CEO de outro desenvolvedor do HAPS, Sceye, com sede no Novo México, ao Space.com. “Isso é o limite superior.”
A Sceye, fundada em 2014, desenvolveu um HAPS semelhante a um dirigível movido a energia solar, que já completou vários voos de teste com sucesso. Em agosto do ano passado, o dirigível Sceye se tornou a primeira plataforma estratosférica que sobreviveu com sucesso a uma noite na estratosfera sem afundar após o pôr do sol e permaneceu em uma posição necessária acima de um ponto fixo na Terra. O problema da deriva e as dificuldades com a manutenção da estação estavam entre os problemas que levaram ao fim do projeto Google Loon, segundo Frandsen.
Em junho, Sceye recebeu um “investimento estratégico” da operadora japonesa de telecomunicações SoftBank, que espera que a tecnologia lhe permita fornecer conectividade de próxima geração aos usuários, mesmo nas áreas mais carentes. Sceye também recentemente ganhou um contrato da NASA para hospedar cargas úteis de observação da Terra.
Frandsen disse que a Sceye não quer competir com os provedores de internet via satélite, mas acha que as megaconstelações, mesmo quando totalmente implantadas, não serão capazes de satisfazer a necessidade mundial de conectividade.
“Todas as constelações de satélites, quando combinadas, não farão nada além de (causar) uma pequena redução na demanda global por conectividade”, disse ele. “Eles farão bons negócios com os preços que cobram, mas não servirão bilhões de pessoas. O espaço não é tão escalável. Eles servirão milhões de pessoas.”
Megaconstelações de satélites LEO, como EspaçoXO Starlink da NASA orbita algumas centenas de quilômetros acima da superfície da Terra. Nos últimos cinco anos, substituíram satélites geoestacionários distantes, que orbitam 22.236 milhas (35.786 km) acima da Terra, como a tecnologia dominante para fornecer conectividade à Internet a partir do espaço. Mas o crescimento do número de satélites preocupa os especialistas em sustentabilidade espacial. Quanto mais objetos se movimentarem ao redor do planeta, maior será o risco de colisões que poderiam poluir o espaço próximo à Terra com milhares de fragmentos perigosos. Além disso, os físicos atmosféricos preocupam-se com a crescente quantidade de metal sendo queimado na atmosfera durante as reentradas dos satélites.
“Os HAPS são um domínio realmente interessante porque penso que, em muitos aspectos, cobrem o melhor dos sistemas terrestres e de satélite – sistemas de alta altitude sem sofrer as desvantagens”, disse Deakin.
Gottlieb disse que o HAPS poderia fornecer uma alternativa conveniente, flexível e facilmente substituível à Internet via satélite em tempos de crescentes tensões geopolíticas.
“Há uma opinião de que, dentro de 24 horas após qualquer grande conflito, a órbita baixa da Terra seria inutilizável para fins militares”, disse Gottlieb. “Podemos implantar aeronaves em um prazo muito curto. Podemos ser ágeis em termos do espectro que estamos usando e de todos os tipos de caixas diferentes que podem ser colocadas em nossas plataformas.”
A equipe de Deakin desenvolve o Stratomast desde 2019 como parte de uma colaboração com o provedor de telecomunicações alemão Deutsche Telecom. Durante testes na Alemanha e na Arábia Saudita, eles demonstraram o funcionamento da sua nova tecnologia de antenas.
No início deste ano, a empresa foi adquirida pela provedora de telecomunicações World Mobile, com sede nos EUA. A empresa recentemente fez parceria com o provedor de telecomunicações indonésio Protelindo para lançar o Stratomast. A parceria planeja realizar testes de voo com sua antena em altitudes mais baixas no próximo verão e espera iniciar voos de teste estratosféricos em 2027.
Enquanto isso, a Sceye está trabalhando para aumentar a durabilidade de seu dirigível e espera iniciar o serviço comercial em 2027.
