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

Situada en el extremo sur de la isla Ross, frente a la costa de la Antártida, es una de las ciudades más remotas del mundo. La estación McMurdo es el principal puesto de avanzada estadounidense en la Antártida, construida sobre un afloramiento escarpado de roca volcánica.

La estación McMurdo no tiene residentes permanentes, solo una puerta giratoria para los académicos visitantes y el personal temporal, algunos de los cuales viven allí hasta por un año. En su zona más poblada, generalmente durante el verano, alberga a unas 1.000 personas.

Su única conexión con el mundo exterior viene en forma de sistemas de satélite, que proporcionan un acceso limitado y frágil a Internet. Esto significa que cientos de personas comparten una conexión a Internet lenta y entrecortada.

Ahora, los científicos esperan llevar la Antártida al siglo XXI. Están presionando por un cable de fibra óptica, la forma más rápida de tecnología de Internet, que se extiende desde Nueva Zelanda o Australia hasta la estación McMurdo.

La idea ha existido durante años, según Peter Neff, glaciólogo de la Universidad de Minnesota. Pero recientemente ha comenzado a ganar impulso nuevamente.

La National Science Foundation patrocinó un taller de tres días el mes pasado para examinar el valor que un cable de este tipo podría aportar a la Antártida. El taller contó con oradores de instituciones de investigación de los Estados Unidos, así como de Nueva Zelanda y Australia.

Los organizadores del taller, incluido Neff, están trabajando en un informe resumido que esperan presentar a NSF a finales de este mes. Mientras tanto, la agencia planea comenzar a trabajar en sus “estudios de escritorio”, reuniendo investigación y datos sobre lo que se necesita para hacer realidad el cable, a partir del próximo mes.

Esta no es la primera vez que NSF explora la idea. Ha aparecido en el pasado, solo para perder su poder. Pero el interés ha resurgido recientemente en parte porque una serie de proyectos de cable en curso en Nueva Zelanda podrían facilitar que Estados Unidos comience a trabajar en la construcción de su propio cable en un futuro cercano.

Al mismo tiempo, el interés por mejorar las capacidades científicas en la Antártida, donde el cambio climático ya está teniendo un impacto profundo, está en su punto más alto.

“Ahora parece haber una oportunidad que realmente ha prendido fuego a la sombra de la NSF”, dijo Neff en una entrevista con E&E News. “Si son capaces de hacer esto, ahora es el momento”.

“Falta de ancho de banda”

En un verano típico, la estación McMurdo alberga una gran cantidad de actividad. Los científicos de todo tipo (biólogos, meteorólogos, oceanógrafos y glaciólogos) llegan para realizar proyectos de investigación en las instalaciones de la estación o en los campamentos de campo cercanos.

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

“Sabemos que el nivel del mar seguirá aumentando más rápido en el futuro”, dijo Helen Fricker, glacióloga de la Universidad de California. Scripps Institution of Oceanography en San Diego, hablando en el NSF Workshop. “Pero nuestras predicciones son conservadoras porque realmente no comprendemos los procesos que conducen a esta pérdida de masa en la Antártida”.

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Una comprensión completa de los factores que impulsan la pérdida de hielo de la Antártida es clave para hacer mejores predicciones sobre el aumento del nivel del mar. Esto significa que se necesitan más datos.

Pero la gran cantidad de datos plantea un desafío para los científicos de McMurdo. El ancho de banda limitado significa que solo hay una cantidad limitada de material que pueden enviar a los EE. UU. Y, a menudo, los investigadores no pueden analizar completamente sus datos hasta que los llevan a sus laboratorios en sus discos duros.

Esta es una carga para el proceso científico. Esto significa que los resultados significativos pueden tardar meses en descubrirse. También puede causar problemas a los investigadores en este campo.

La investigación antártica a menudo se basa en mediciones recopiladas con instrumentos científicos sensibles. Si algo sale mal, tal vez una herramienta deba arreglarse o modificarse de alguna manera, es posible que los científicos no se den cuenta hasta que comiencen a procesar sus datos. Para cuando puedan enviar suficientes datos a sus colegas por satélite y luego esperar a recibir una respuesta, puede que sea demasiado tarde.

“El mensaje principal que quiero dejarles es que nuestra sociedad está privada de ancho de banda fuera de la Antártida”, dijo en el taller David Bromwich, meteorólogo polar de la Universidad Estatal de Ohio. “Falta la capacidad para obtener grandes conjuntos de datos, y el gran enfoque es el hielo”.

Los expertos dicen que el cable de fibra óptica podría cambiar tanto la investigación como la vida diaria en la estación McMurdo.

Los no científicos que trabajan en McMurdo, a quienes a menudo se les da una prioridad menor cuando se trata de Internet, podrían tener mejores conexiones. Las operaciones diarias y los esfuerzos de ciberseguridad serán más fáciles de implementar. Mejorar la transmisión de video puede abrir oportunidades para los esfuerzos de divulgación y educación científica.

Los científicos pueden enviar y recibir más datos a velocidades mucho más rápidas.

“Dirigimos una pequeña ciudad, y existe para apoyar nuestra ciencia”, dijo Patrick Smith, director de desarrollo de tecnología y apoyo a la investigación polar en NSF, en una entrevista con E&E News. “Esto sería como intentar encender e interrumpir la Estación Espacial Internacional sin darle lo que significa funcionar correctamente en apoyo de estas misiones científicas que están ejecutando en ella”.

Hay oportunidades más allá de una mejor Internet. Ahora es posible equipar cables de fibra óptica con sensores especiales que pueden recopilar información sobre la temperatura del océano, la salinidad y otros datos científicos. Estas mediciones podrían proporcionar a los científicos más información sobre el calentamiento de la costa antártica.

“Cualquier otra observación es clave”, dijo Neff. “Apreciamos cada vez más que cada vez que pensamos que algún pequeño detalle no importa para el futuro de la Antártida, resulta ser importante, y siempre necesitamos una serie de tiempo larga para evaluar la información: es lo que estamos viendo hoy realmente extraordinario y realmente fuera de lo común? “

Una gama más amplia de herramientas

A quinientas millas de la estación McMurdo, un pequeño grupo de edificios se encuentran solos y vigilados en el fondo geográfico del mundo. La Estación Antártida es un puesto de avanzada más aislado que McMurdo, hogar de solo unas 150 personas en un verano típico y solo unas pocas docenas durante la estación fría. De febrero a noviembre, el invierno antártico es inaccesible para los forasteros, demasiado frío incluso para los aviones.

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Aislados en uno de los entornos más duros de la Tierra, los científicos pueden realizar investigaciones que serían imposibles en casi cualquier otro lugar.

El Observatorio de Investigaciones Atmosféricas Antárticas mantiene uno de los conjuntos de datos meteorológicos continuos más largos del mundo desde la Antártida. Controla la química atmosférica de algunos de los aires más limpios del mundo. Mientras tanto, la atmósfera antártica única está permitiendo a los astrofísicos descubrir elusivas partículas subatómicas llamadas neutrinos, una investigación que podría darles pistas sobre los orígenes y el futuro del universo.

Estos estudios recopilan varios terabytes de datos cada día y están en proceso de ampliación, según Nathan Whitehorn, físico de la Universidad Estatal de Michigan. Dentro de una década más o menos, dijo, es probable que los físicos antárticos recopilen más datos del famoso Gran Colisionador de Hadrones del CERN, el acelerador de partículas más poderoso del mundo.

Pero la señal del satélite en la estación antártica es más peligrosa que en cualquier otro lugar. Por lo general, recibe un toque de la señal solo unas pocas horas al día. Los investigadores de la Antártida generalmente solo pueden enviar alrededor del 10% de sus datos a casa; el resto debe enviarse en discos duros.

Dado que la estación es inaccesible durante la mayor parte del año, los científicos suelen cargar todos sus discos duros solo una vez al año, cuando los aviones tienen acceso a ellos.

“Creas los datos hasta noviembre, pones las cosas en un avión, retrocedes en caso de que algo suceda con la carga en el avión, y luego, aproximadamente un mes después, llega a los Estados Unidos”, dijo Whitehorn.

Ahora, los investigadores de la Antártida esperan que un cable a McMurdo les ayude a resolver su problema de datos. Si las dos estaciones pueden conectarse de alguna manera, tal vez colocando un segundo cable a través del hielo, los científicos antárticos también podrían enviar cantidades mucho mayores de datos a sus laboratorios domésticos.

Incluso en ausencia de un segundo cable, dijo Whitehorn, es más fácil transmitir datos vía satélite desde la Antártida a McMurdo que desde el Polo Sur a Nueva Zelanda o Australia, los siguientes centros de datos más cercanos. Desde allí, los datos se pueden enviar rápidamente a través del cable.

Los científicos antárticos no son los únicos que sueñan en grande. Otros científicos de la Antártida imaginan que McMurdo se ha convertido en una especie de centro de datos central para los sitios de investigación a lo largo del Mar de Ross, y posiblemente más allá de la Antártida.

La idea es especialmente apreciada por los expertos en hielo, dijo en el taller Matthew Siegfried, científico de hielo 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 sitios en todo el continente.

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Los tipos de herramientas que utilizan los glaciólogos en el campo pueden recopilar grandes cantidades de datos, algunos del orden de gigabytes por minuto. Siegfried sugirió que en un mundo ideal, McMurdo podría actuar como un centro de datos para ubicaciones de campo más remotas.

Esto todavía deja la pregunta de cómo estos sitios de campo se relacionan con McMurdo. Pero una señal confiable en McMurdo puede al menos abrir la puerta para conectarse con otros sitios en la carretera.

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

Próximos pasos

El concepto de cable McMurdo ha estado flotando en NSF durante al menos una década, según Smith, director de desarrollo tecnológico de NSF. En ese momento, la NSF solicitó un estudio a una firma consultora de cables submarinos, que sugirió que “en teoría podría ser posible, pero hay muchos, muchos más detalles en los que debe trabajar”, dijo Smith.

La idea perdió impulso a medida que otros proyectos tomaron prioridad. Pero el interés resurgió el año pasado, cuando el gobierno chileno anunció su proyecto de cable transoceánico, que se extiende desde Sudamérica hasta Nueva Zelanda y Australia. Recientemente, Nueva Zelanda anunció planes para construir su primer centro de datos de banda ultra ancha en la punta de la Isla Sur del país, un sitio que la NSF ha considerado su aterrizaje de cable.

Este tipo de proyectos pueden facilitar que Estados Unidos comience a trabajar en su propio cable. Si hay varias partes interesadas en construir la infraestructura para un cable de aterrizaje en el mismo lugar, a menudo les resulta económico cooperar y compartir los costos.

Con la idea de que el cable vuelva a circular, NSF está trabajando rápidamente para ver si es realmente posible. La costa helada de la Antártida no es el lugar más fácil para instalar cable de fibra óptica; todavía hay mucha investigación por hacer sobre cómo lograrlo y si vale la pena el costo.

Por ahora, los científicos que participan en el último taller están ocupados compilando un informe de la National Science Foundation que describe las implicaciones para la investigación antártica. Mientras tanto, la NSF planea realizar un estudio de los requisitos de ingeniería que podría requerir el cable, posiblemente con la ayuda de otras agencias federales.

Las clases podrían comenzar ya en agosto, según Smith. Sus resultados determinarán si NSF continúa avanzando con el proyecto. Si esto sucede, la instalación del cable puede llevar varios años.

“Todo esto es exploratorio en este momento; todavía no hemos hecho ningún compromiso porque no sabemos lo suficiente”, advirtió Smith. “Lo seguiremos y veremos a dónde nos lleva”.

Smith agregó que tiene esperanzas en las conversaciones actuales.

“Todavía tenemos mucho trabajo por hacer”, dijo. “Pero al menos las discusiones en el taller fueron muy alentadoras, pensé, muy emocionantes”.

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