Somos una especie basada en planetas: con algunas excepciones notables (astronautas), todos los que alguna vez han vivido permanecieron pegados a nuestra Tierra en rotación, que ahora alberga a 8.300 millones de personas.
Esa es la gravedad de la situación. Pero también somos un mundo de inundaciones, tifones, terremotos, calamidades de calor y frío, erupciones volcánicas e incluso encuentros con auroras causadas por el sol y magulladuras de asteroides entrantes.
Es un mundo que vale la pena observar, y eso es lo que han estado haciendo las naves espaciales durante décadas. Pero, ¿qué ven y quién está al otro lado de los telescopios espaciales que capturan nuestras acciones diarias, fallas y todo, aquí en tierra firme?
Privacidad, seguridad y confianza
Recientemente, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), un grupo con sede en París, publicó un informe sobre la ampliación del acceso a los datos de observación de la Tierra por satélite, destacando lo que significa para la privacidad, la seguridad y la confianza.
“Avances en sistemas ópticos, fotónica, computación en la nube e inteligencia artificial [AI] han democratizado tanto la calidad como la accesibilidad de los datos satelitales. Sin embargo, esta convergencia de tecnologías también conlleva riesgos, incluso para la seguridad nacional y la privacidad”, afirma el informe, escrito por Marit Undseth y Claire Jolly de la OCDE.
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Ampliar el acceso a datos satelitales avanzados también crea nuevos desafíos, afirma el informe, como una de las características clave de la observación de la Tierra: su naturaleza de doble uso. “Los mismos satélites utilizados para rastrear la pesca ilegal a menudo también pueden detectar movimientos de tropas militares”, escriben los autores.
Nuevas preocupaciones
El informe de la OCDE señala que los datos de observación de la Tierra y la convergencia tecnológica con la inteligencia artificial plantean nuevas preocupaciones sobre la seguridad nacional, la privacidad y el uso ético de estos datos.
De hecho, el informe señala el peligro creciente de las imágenes satelitales falsas o utilizadas incorrectamente. “Como parte de la creciente tendencia de desinformación digital, la confianza en los datos satelitales puede verse erosionada por imágenes falsas, mal interpretadas o intencionalmente tergiversadas”, afirma.
Space.com preguntó a los principales especialistas en teledetección qué se está haciendo, qué se está aprendiendo y de qué deberíamos preocuparnos.
Soberanía y rentabilidad
Viktor Stoyanov es el director de operaciones de Smart Solutions en Space42, donde supervisa el desempeño operativo y financiero de la unidad de negocios.
Qué leer a continuación
Space42 es una empresa de tecnología espacial con sede en los Emiratos Árabes Unidos que integra comunicaciones por satélite, análisis geoespacial y capacidades de inteligencia artificial. El grupo dirige la constelación de satélites de radar de apertura sintética (SAR) Foresight Earth Observation.
Space.com preguntó a Stoyanov sobre el creciente uso internacional de datos de teledetección.
“Los gobiernos esperan cada vez más que los sistemas de observación de la Tierra proporcionen soberanía y rentabilidad, dos objetivos que durante mucho tiempo se consideraron mutuamente excluyentes, ya que la soberanía normalmente significaba fuertes inversiones nacionales en investigación y desarrollo duplicados e infraestructura de capital”, respondió.
doble uso
Stoyanov dijo que el objetivo de Space42 es combinar esos dos resultados.
“Creemos que esto sólo puede lograrse a través de la cooperación internacional. Nuestra constelación Foresight refleja este modelo, siendo la primera constelación soberana de radar de apertura sintética de doble uso en la región”, dijo Stoyanov.
Los satélites fueron fabricados en asociación con ICEYE en Finlandia, y la integración y las pruebas críticas se completaron en las instalaciones de la organización en Abu Dhabi.
“La instalación de Abu Dhabi fue construida de manera rentable y escalable, de modo que pueda satisfacer los requisitos de soberanía actuales acordes con el tamaño de la constelación, con la capacidad de ampliar la instalación y satisfacer la demanda de futuros programas”, dijo Stoyanov.
A través de la nube, el polvo y la oscuridad
¿Qué nuevas tecnologías en órbita se están aplicando a la observación de la Tierra?
“El mayor cambio en los últimos años ha sido el paso de unas pocas plataformas grandes y de uso general a constelaciones de pequeños satélites especializados y radares de apertura sintética”, afirmó Stoyanov.
“Los satélites SAR obtienen imágenes a través de las nubes, el polvo y la oscuridad, lo cual es de enorme importancia para nuestra región y para cualquier cliente que necesite coherencia independientemente del tiempo y el clima”, añadió.
De cara al futuro, Stoyanov dijo que la corta vida útil de los satélites en órbita terrestre baja es una oportunidad para garantizar que cada ciclo de reabastecimiento se convierta en un ciclo de actualización.
“A medida que planeamos mantener y ampliar nuestra flota, buscaremos continuamente implementar mejoras técnicas en varias métricas de rendimiento del sistema: resolución, latencia, vida satelital, por ejemplo”, dijo Stoyanov.
Inteligencia artificial
Una constelación SAR genera muchas más imágenes de las que los analistas pueden revisar manualmente dentro del tiempo asignado, dijo Stoyanov. Por tanto, el valor reside en lo que se puede extraer de él, no en los píxeles mismos.
Por lo tanto, la IA es cada vez más importante como herramienta de clasificación de datos de teledetección, afirmó Stoyanov. Ahora es la única forma práctica de trabajar, por tres razones: volumen, velocidad y precisión.
Los clientes que responden a una inundación, un incidente marítimo o una interrupción de la cadena de suministro necesitan una respuesta en minutos, no un informe la próxima semana: “inteligencia de grado de decisión en minutos”, explicó Stoyanov.
En cuanto al tema de la precisión, si bien los analistas capacitados son excelentes en la interpretación y clasificación de objetos grandes, como edificios y embarcaciones marítimas, hay cambios que el ojo puede pasar fácilmente por alto. “Los algoritmos comparan cada nuevo pase con la línea de base histórica y los detectan de manera consistente, sin fatiga”, dijo Stoyanov.
modelo híbrido
Francis Doumet es el director ejecutivo y cofundador de Metaspectral, una empresa con sede en Vancouver, Columbia Británica, que desarrolla tecnología de inteligencia artificial para analizar rápidamente imágenes hiperespectrales.
Doumet considera que la colaboración entre diferentes agencias espaciales nacionales es “extensa y, algo singular, muy abierta”. Las misiones se llevan a cabo con frecuencia a través de “financiación, instrumentos, experiencia e infraestructura terrestre compartidas”, dijo, y los datos científicos resultantes se ponen a disposición internacionalmente.
Las imágenes comerciales se distribuyen menos abiertamente porque tienen licencia comercial y pueden tener implicaciones de seguridad, dijo Doumet, pero están permitiendo cada vez más la cooperación internacional en el sector de defensa.
Por ejemplo, el programa de Vigilancia, Reconocimiento y Seguimiento Táctico de la Fuerza Espacial de EE. UU. (TacSRT) combina imágenes de satélite comerciales y análisis de empresas estadounidenses y naciones aliadas para responder rápidamente a las solicitudes operativas, dijo Doumet.
“Esto ha transformado el sector de la observación de la Tierra en un modelo híbrido”, afirmó Doumet. Los gobiernos y los aliados comparten requisitos e inteligencia, explicó, mientras que los operadores comerciales suministran imágenes y análisis “a una velocidad y escala que sería difícil o imposible para una sola nación producir por sí sola”.
Sensores hiperespectrales
La mejora en la resolución espacial de los sensores hiperespectrales es un avance importante en la observación de la Tierra, destacó Doumet.
Mejores sensores, compresión de alta velocidad y comunicaciones mejoradas, como enlaces ópticos, están reduciendo ahora la “brecha de resolución”. La IA a bordo es igualmente transformadora, añadió.
“Los satélites pueden analizar imágenes en tiempo real, identificar firmas relevantes y transmitir alertas o productos de inteligencia compactos en lugar de esperar a descargar un cubo de datos hiperespectral completo”, explicó Doumet.
Huellas espectrales
Angie Crews es investigadora asociada principal del Centro de Iniciativas de Seguridad Nacional de la Universidad de Colorado en Boulder.
“Ha habido un tremendo crecimiento en la industria comercial de la teledetección”, dijo Crews a Space.com, señalando que este campo anteriormente había estado basado en el gobierno. “Ahora es posible para estas empresas comerciales desplegar constelaciones enteras de satélites de observación de la Tierra, lo que cambia fundamentalmente la arquitectura existente”.
Los equipos señalaron la naturaleza hiperespectral de la teledetección de la Tierra: tomar las “huellas espectrales” de lo que está ocurriendo en la Tierra.
“Es impresionante cómo la industria está avanzando con algunas de estas capacidades”, afirmó.
Acto de equilibrio
“Existen enormes beneficios, así como algunas cosas en las que debemos pensar” cuando se trata de la nueva dirección que está tomando la observación de la Tierra, dijo Crews. Los datos de teledetección pueden tener un doble uso inherente, añadió.
“En general, creo que estamos viendo enormes beneficios de nuestros sistemas comerciales de detección remota cada vez más capaces. Pero plantea algunas cuestiones de seguridad y gobernanza”, dijo Crews.
Según Crews, es un acto de equilibrio gestionarlo. ¿Cuál es la mejor manera de proteger la información con fines de seguridad nacional en lugar de no limitar la innovación exhibida por las empresas privadas de observación de la Tierra?
Información significativa
Al pasar a su función docente en la Universidad de Colorado, Boulder, Crews dijo a Space.com que una de las cosas que es especialmente importante es capacitar a los estudiantes en el campo de la teledetección para que piensen más allá de cualquier sensor o conjunto de datos.
“La próxima generación necesita comprender cómo funcionan las diferentes tecnologías de detección y también cómo trabajar con conjuntos de datos muy grandes y extraer información significativa utilizando inteligencia artificial y aprendizaje automático”, afirmó Crews.
“También necesitamos capacitar a los estudiantes en pensamiento crítico y asegurarnos de que sean conscientes de las limitaciones de la IA. Es necesario comprender la física subyacente y validar los resultados para que los estudiantes utilicen e interpreten los resultados adecuadamente”, concluyó.