El espacio tiene mejor Internet que la Antártida, pero eso podría cambiar

Ubicado en el extremo sur de la isla Ross, cerca de la costa antártica, es uno de los pueblos más remotos del mundo. La estación McMurdo es el principal puesto de avanzada de EE. UU. en la Antártida, construida sobre un escarpado afloramiento volcánico.

La estación McMurdo no tiene residentes permanentes, solo una puerta giratoria para científicos visitantes y personal temporal, algunos de los cuales viven allí hasta por un año a la vez. En su pico de población, generalmente en verano, puede albergar a unas 1.000 personas.

Su única conexión con el mundo exterior es en forma de sistemas satelitales que brindan acceso a Internet limitado y vulnerable. Esto significa que cientos de personas comparten una conexión a Internet lenta e intermitente.

Ahora, los científicos quieren llevar a la Antártida al siglo XXI. Están impulsando cables de fibra óptica, la forma más rápida de tecnología de Internet, desde Nueva Zelanda o Australia hasta la estación McMurdo.

La idea ha estado circulando durante años, dice Peter Neff, glaciólogo de la Universidad de Minnesota. Pero recientemente ha comenzado a ganar tracción nuevamente.

La Fundación Nacional de Ciencias patrocinó un taller de tres días el mes pasado para examinar el valor que dichos cables podrían aportar a la Antártida. Los ponentes del simposio procedían de instituciones de investigación de EE. UU., Nueva Zelanda y Australia.

Los organizadores del taller, incluido Neff, están trabajando en un informe resumido que esperan presentar a la NSF a finales de este mes. Mientras tanto, la agencia planea comenzar su propio «estudio de escritorio» el próximo mes, reuniendo investigaciones y datos sobre la investigación y los datos necesarios para hacer realidad los cables.

Esta no es la primera vez que NSF explora la idea. Apareció en el pasado y simplemente perdió impulso. Pero recientemente se ha renovado el interés, en parte debido a una serie de proyectos de cable en curso en Nueva Zelanda que podrían facilitar que EE. UU. comience su propio trabajo de construcción de cables en un futuro próximo.

Mientras tanto, en la Antártida, donde el cambio climático ya está teniendo efectos de gran alcance, el interés por mejorar las capacidades científicas está en su punto más alto.

«Ahora parece haber una oportunidad de realmente encender las llamas bajo el liderazgo de la NSF», dijo Neff en una entrevista con E&E News. «Si pueden hacer eso, ahora es el momento».

«Ancho de banda insuficiente»

Durante un verano típico, la estación McMurdo alberga una serie de eventos. Científicos de todo tipo (biólogos, meteorólogos, oceanógrafos y glaciólogos) acuden a las instalaciones de la estación espacial o a los campamentos cercanos para realizar proyectos de investigación.

Estos esfuerzos son cada vez más importantes cada año. El cambio climático está remodelando rápidamente la capa de hielo de la Antártida de maneras que podrían afectar profundamente a las sociedades humanas de todo el mundo. Actualmente, la Antártida está perdiendo cientos de miles de millones de toneladas de hielo cada año, elevando los niveles globales del mar en el proceso.

«Sabemos que los niveles del mar seguirán aumentando más rápido en el futuro», dijo Helen Frick, glacióloga de la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego, hablando en el simposio de la NSF. «Pero nuestras predicciones son conservadoras porque realmente no entendemos los procesos que conducen a la pérdida de masa alrededor de la Antártida».

Una comprensión completa de los impulsores de la pérdida de hielo en la Antártida es clave para pronosticar mejor el aumento del nivel del mar. Esto significa que se necesitan más datos.

Pero el gran volumen de datos desafió a los científicos de McMurdo. El ancho de banda limitado significa que solo pueden transmitir una cantidad limitada de material a los EE. UU. A menudo, los investigadores no pueden analizar completamente sus datos hasta que los arrastran de regreso al disco duro del laboratorio.

Esto es un lastre para el proceso científico. Eso significa que los descubrimientos importantes pueden tardar meses en realizarse. También podría crear problemas para los investigadores en el campo.

La investigación antártica a menudo se basa en mediciones recopiladas por instrumentos científicos sensibles. Si algo sale mal, tal vez el instrumento deba repararse o ajustarse de alguna manera, es posible que los científicos no se den cuenta hasta que comiencen a procesar sus datos. Para cuando puedan transmitir suficientes datos a un colega vía satélite y luego esperar a recibir una respuesta, puede ser demasiado tarde.

«El mensaje principal que quiero transmitirles es que nuestras comunidades carecen de ancho de banda más allá de la Antártida», dijo en el taller el meteorólogo polar de la Universidad Estatal de Ohio, David Bromwich.

Los expertos dicen que los cables de fibra óptica podrían transformar la investigación y la vida cotidiana en la estación McMurdo.

Los no científicos que trabajan en McMurdo a menudo tienen una prioridad más baja en Internet y pueden tener mejores conexiones. Las operaciones del día a día y el trabajo de ciberseguridad serán más fáciles de llevar a cabo. La transmisión de video mejorada podría abrir oportunidades para la educación científica y los esfuerzos de divulgación.

Los científicos pueden enviar y recibir más datos a mayor velocidad.

«Estamos dirigiendo una pequeña ciudad que existe para apoyar nuestra ciencia», dijo Patrick Smith, gerente de soporte de NSF para desarrollo tecnológico e investigación polar, en una entrevista con E&E News. «Es como tratar de operar la ISS y socavarla al no darle la intención de funcionar correctamente para respaldar estas misiones científicas que llevan a cabo».

Más allá de una mejor Internet, hay muchas oportunidades. Los cables de fibra óptica ahora pueden equiparse con sensores especiales que recopilan información sobre la temperatura del océano, la salinidad y otros datos científicos. Estas medidas podrían dar a los científicos más información sobre el calentamiento de la costa antártica.

«Cualquier otra observación es clave», dijo Neff. “Cada vez somos más conscientes de que cada vez que pensamos que algún pequeño detalle es irrelevante para el futuro de la Antártida, y resulta que lo es, siempre necesitamos series temporales muy largas para evaluar la información: estamos viendo que hoy es realmente especial. , ¿es realmente anormal?»

«Conjunto de herramientas más amplio»

A 500 millas de la estación McMurdo, un pequeño grupo de edificios se encuentra solo en el fondo geográfico de la tierra. La Estación Antártica es un puesto de avanzada más remoto que McMurdo, con solo unas 150 personas viviendo en un verano típico y unas pocas docenas en la estación fría. De febrero a noviembre, el invierno antártico es casi inaccesible para los forasteros: hace demasiado frío para que lo alcancen los aviones.

En uno de los entornos más hostiles de la Tierra, los científicos pueden realizar investigaciones que son prácticamente imposibles en cualquier otro lugar.

El Observatorio de Investigación Atmosférica Antártica tiene uno de los conjuntos de datos meteorológicos continuos más largos del mundo para el interior de la Antártida. Supervisa la química atmosférica de algunos de los aires más limpios del mundo. Mientras tanto, la atmósfera única de la Antártida permite a los astrofísicos detectar partículas subatómicas escurridizas llamadas neutrinos, un estudio que podría brindarles pistas sobre el origen y el futuro del universo.

Estos estudios recopilan terabytes de datos todos los días y se están expandiendo, dice Nathan Whitehorn, físico de la Universidad Estatal de Michigan. En aproximadamente una década, los físicos antárticos podrían recolectar más datos que el famoso Gran Colisionador de Hadrones del CERN, el acelerador de partículas más poderoso del mundo, dijo.

Pero la señal de satélite en la estación del Polo Sur es más errática que en otros lugares. Por lo general, solo recibe ráfagas de señales durante unas pocas horas al día. Los investigadores antárticos generalmente solo pueden transferir alrededor del 10 por ciento de sus datos a casa; el resto debe enviarse a través de discos duros.

Dado que la estación espacial es inaccesible durante gran parte del año, los científicos generalmente solo entregan todos los discos duros una vez al año, cuando los aviones pueden pasar.

“Configura los datos para noviembre, pega las cosas en el avión, guarda una copia de respaldo en caso de que algo salga mal con la carga en el avión, y luego, aproximadamente un mes después, está de regreso en los EE. UU.”, dijo Whitehorn.

Ahora, los investigadores antárticos esperan que los cables que conectan a McMurdo puedan ayudarlos a resolver sus propios problemas de datos. Si las dos estaciones pudieran vincularse de alguna manera, tal vez colocando un segundo cable en el hielo, entonces los científicos antárticos también podrían transmitir una gran cantidad de datos a sus laboratorios domésticos.

Incluso sin un segundo cable, dijo Whitehorn, sería más fácil transferir datos de la Antártida a McMurdo vía satélite que de la Antártida a Nueva Zelanda o Australia, que son los siguientes centros de datos más cercanos. Desde allí, los datos se pueden enviar rápidamente por cable.

Los científicos antárticos no son los únicos con grandes sueños. Otros científicos antárticos creen que McMurdo se convertirá en una especie de centro de datos central para los sitios de investigación a lo largo de la costa del Mar de Ross, y posiblemente más lejos en la Antártida.

La idea es especialmente importante para los expertos en hielo, dijo en el taller Matthew Siegfried, glaciólogo de la Escuela de Minas de Colorado. Para comprender realmente lo que le está sucediendo a la capa de hielo de la Antártida, los científicos deben recopilar datos de varios lugares del continente.

Los tipos de instrumentos utilizados por los glaciólogos en el campo pueden recopilar grandes cantidades de datos, algunos del orden de gigabytes por minuto. Idealmente, McMurdo podría servir como un centro de datos para sitios de campo más remotos, sugirió Siegfried.

Esto aún deja la pregunta de cómo conectar estos sitios de campo a McMurdo. Pero la señal confiable de McMurdo al menos podría abrir las puertas a otras paradas en el camino.

Cualquier cable futuro a McMurdo «realmente debe verse como parte de un conjunto más amplio de herramientas para ayudar a transformar nuestra ciencia», dijo Siegfried.

Próximo paso

Según Smith, gerente de desarrollo técnico de NSF, el concepto del cable McMurdo ha existido en NSF durante al menos una década. En ese momento, la NSF encargó un estudio a una consultora de cables submarinos que mostró que «es teóricamente posible, pero hay muchos detalles por resolver», dijo Smith.

La idea perdió impulso a medida que se priorizaban otros proyectos. Pero el interés resurgió el año pasado cuando el gobierno chileno anunció su propio proyecto de cable transoceánico que se extiende desde América del Sur hasta Nueva Zelanda y Australia. Recientemente, Nueva Zelanda anunció planes para construir su primer centro de datos a hiperescala en la punta de la Isla Sur del país, un sitio que NSF había considerado colocar sus propios cables.

Dichos proyectos podrían facilitar que EE. UU. comience su trabajo de cable. Si varias partes están interesadas en construir una infraestructura para los aterrizajes de cables en el mismo lugar, a menudo es económico para ellos cooperar y compartir el costo.

A medida que la idea de la televisión por cable vuelve a estar de moda, la NSF está determinando rápidamente si es realmente factible. La costa helada de la Antártida no es el lugar más fácil para instalar cables de fibra óptica; aún se necesita mucha investigación para determinar cómo y si vale la pena el dinero.

Actualmente, los científicos que participan en el taller reciente están ocupados preparando un informe para la NSF que describe las implicaciones para la investigación antártica. Al mismo tiempo, NSF planea encargar un estudio de los requisitos de ingeniería necesarios para el cable, posiblemente con la ayuda de otras agencias federales.

Smith dijo que el estudio podría comenzar en agosto. El resultado determinará si NSF procederá con el proyecto. Si es así, aún puede llevar años instalar los cables.

«En este momento todo es exploratorio: no hemos hecho ningún compromiso porque no sabemos lo suficiente», advierte Smith. «Vamos a seguirlo y ver a dónde va».

Pero Smith agregó que tiene esperanzas sobre la conversación actual.

«Todavía tenemos mucho trabajo por hacer», dijo. «Pero al menos las discusiones en el taller fueron muy alentadoras, creo, muy emocionantes».

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