Smartphone connessi ovunque con sciami di satelliti in miniatura

Migliaia di satelliti in miniatura schierati in formazione nell'orbita terrestre potrebbero funzionare come un'unica grande antenna per comunicare direttamente con gli smartphone, garantendo una copertura di rete più economica e affidabile in tutto il mondo. Lo dimostra un esperimento condotto all'Istituto di tecnologia di Tokyo.

L'idea che i comuni smartphone possano connettersi direttamente ai satelliti, nota come comunicazione satellitare diretta al dispositivo (Direct-to-Device, D2D), ha guadagnato terreno negli ultimi anni. L'obiettivo è fornire copertura praticamente ovunque sulla Terra, compresi luoghi remoti come oceani e deserti, dove le reti terrestri convenzionali non funzionano o non possono arrivare. Per stabilire collegamenti tra satelliti in orbita e smartphone, la soluzione più consolidata è quella delle antenne a schiera di fase (phased-array antenna), composte da numerosi piccoli elementi radianti che lavorano in sinergia.

Controllando attentamente la temporizzazione dei segnali trasmessi o ricevuti dagli elementi, le antenne a schiera di fase possono orientare elettronicamente il fascio, spostando le aree di copertura senza ricorrere a parti meccaniche in movimento. Tuttavia, l'impiego di antenne a schiera di fase nello spazio presenta degli svantaggi: i satelliti necessari sono di grandi dimensioni, estremamente costosi da lanciare e vulnerabili ai guasti. Una sfida tecnica ancora più complessa sta nel fatto che tutti gli elementi dell'antenna devono essere sincronizzati con elevata precisione. Coordinare migliaia di elementi nello spazio senza collegarli tramite cavi fisici rappresenta un grande ostacolo tecnico.

Per superare queste difficoltà, i ricercatori giapponesi hanno immaginato un sistema in cui decine di migliaia di picosatelliti (satelliti in miniatura che pesano meno di un chilo) volassero in formazione e funzionassero insieme come un'unica grande antenna. La novità sta nell'architettura 'senza fili' del sistema: in pratica, un satellite di collegamento (gateway) trasmette un segnale di riferimento che tutti i picosatelliti usano per rimanere sincronizzati, anche se sono fisicamente separati. L'architettura proposta "consente la miniaturizzazione di ogni unità", spiegano i ricercatori. "Le dimensioni compatte consentono di sfruttare le opportunità di lancio condiviso dei razzi, con conseguente riduzione significativa dei costi di lancio". Una soluzione che "garantisce un'elevata robustezza", puntualizzano. "A differenza dei tradizionali satelliti monolitici, l'intera rete rimane operativa anche in caso di guasto di singoli satelliti".