Mucho se ha hablado en el conflicto de Ucrania de los satélites de Starlink por el papel decisivo que prestan en el mando y control y en el apoyo de fuegos, pero estos satélites de comunicaciones no son los únicos que se están utilizando. Hay muchos otros con diferentes utilidades que están en órbita y el número sigue creciendo cada año. En este artículo, el profesor del Curso de Analista IMINT especializado en Bases y vehículos militares, instalaciones electrónicas y análisis de rutas de LISA Institute, Carlos Broncano analiza el número de satélites, sus aplicaciones y la evolución a lo largo de los últimos años para intentar comprender en qué influye en la llamada geopolítica del espacio.
En febrero de 2022 comenzó la invasión rusa de Ucrania. Todos pudimos seguir los acontecimientos a través de la prensa con un matiz diferente a otros conflictos armados: el uso de las imágenes de satélites de observación de la Tierra de muy alta resolución por parte de los medios de comunicación. Las imágenes fueron cedidas por empresas como Maxar o Planet Labs.
Hasta hace unos años, el uso de satélites de muy alta resolución estaba principalmente en manos de los Gobiernos para utilidades diversas. Hoy en día se ha ampliado enormemente el rango de usuarios y ya es normal que el periodismo de investigación utilice estas imágenes, al igual que las Naciones Unidas, con su organismo UNOSAT (United Nations Satellite Centre), Amnistía Internacional o Humans Rights Watch (HRW). En el de Ucrania y Rusia destacan las investigaciones sobre la matanza de Bucha, el ataque a la estación de Kramatorsk o al teatro en la ciudad de Mariúpol.
Datos sobre los satélites: número, usos y estadísticas
Según la base de datos de la Union of Concerned Scientists (UCS) actualizada en enero de 2024, existen 7.560 satélites orbitando alrededor de la Tierra con diferentes propósitos.
Si los clasificamos por países:
- Estados Unidos tiene 5.184 satélites, 68,5 %
- Otros 1.567 satélites, 20,8 %
- China 628 satélites, 8,3 %
- Federación Rusa 181 satélites, 2,4 %
Los 10 países o programas multinacionales que operan el mayor número de satélites
Las órbitas utilizadas se clasifican en:
| Órbita | Altitud | Usos |
| LEO (Low Earth Orbit) 89.5 % | Entre 160-2.000 km | Comunicaciones, ISR (Intelligence, Surveillance, Reconnaissance) |
| MEO (Medium Earth Orbit) 1,9 % | Entre 2.000-20.000 km | Comunicaciones, Posicionamiento, Navegación |
| HEO (Highly Elliptical Orbit) 0,8 % | Altitud LEO en el perigeo, cercano a la Tierra.nUnos 40.000 km en el apogeo, lo más alejado de la Tierra. | Comunicaciones, ISR, Missile Warning |
| GEO (Geosynchronous Orbit) 7,8 % | Unos 36.000 km | Comunicaciones, ISR, Missile Warning |
En la tabla anterior se comprueba que actualmente el 89.5 % de las órbitas de los satélites existentes pertenecen a la de baja altitud, LEO, donde se encuentran los satélites de muy alta resolución espacial utilizados en labores IMINT/GEOINT (ISR).
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El 73% de estos satélites son de comunicaciones, como los ya famosos satélites de Starlink. Esta empresa comenzó en 2019 con 60 satélites y hoy en día dispone de cerca de 2.000. Desde su posición en diferentes tipos de órbitas (geoestacionarias, medias, etc.), estos satélites de comunicaciones tienen la capacidad de conectar el mundo, dando señal a zonas donde las redes terrestres no alcanzan.
El 17% de los satélites son de Observación de la Tierra y tienen fines muy diversos como la cartografía, observación del clima, análisis de imágenes de alta resolución, etc. Ya que el observable es la Tierra, para conseguir identificar detalles en el terreno, la órbita más utilizada es la LEO. El 10% restante dispone de otros usos, como las constelaciones GNSS, meteorológicos, etc.
Si nos fijamos en el país que más satélites posee, Estados Unidos, de sus 5.184 plataformas, 4.771 son comerciales, de las cuales 167 pertenecen al Gobierno y 246 disponen de un uso militar.
Es interesante comprobar también el crecimiento que desde el año 2019, con 1.957 satélites, viene observándose en el número de satélites en órbita. Según la base de datos de la UCS en 2022 existían 4.852, frente a los 7.560 de enero de 2024, lo que supone un incremento del 56% en un año.
Para poder ver la evolución a lo largo del tiempo en el número de satélites y su aplicación genérica, podemos observar la siguiente tabla que parte del año 2017.
| Año | Nº de satélites | Aplicación | Propietario | ||||
| Comunicaciones | Observación de la Tierra | Otros usos | Gobierno | Militar | Otros | ||
| 2017 | 1738 | 742 | 596 | 400 | 461 | 360 | 917 |
| 2018 | 1886 | 792 | 661 | 433 | 523 | 399 | 964 |
| 2019 | 1957 | 777 | 710 | 470 | 540 | 422 | 995 |
| 2020 | 2666 | 1211 | 884 | 571 | 599 | 477 | 1590 |
| 2021 | 3372 | 1832 | 906 | 634 | 613 | 508 | 2251 |
| 2022 | 4852 | 3135 | 1030 | 687 | 653 | 553 | 3646 |
| 2023 | 6718 | 4823 | 1167 | 728 | 688 | 588 | 5442 |
| 2024 | 7560 | 5518 | 1285 | 757 | 697 | 603 | 6260 |
En 2005 se contabilizaban solamente 810 satélites.
Curvas de la evolución del número de satélites, su uso, órbita más usada y propiedad. Elaboración propia.
Como se comprueba en las curvas, a partir de 2019, la curva cambia bruscamente de pendiente ascendente por la incorporación en gran número de satélites de comunicaciones, muchos de ellos en órbitas LEO. Por ello, el porcentaje de la órbita baja va en aumento en detrimento del resto de órbitas. En lo que respecta a la propiedad de los satélites, los gubernamentales y de uso militar siguen una línea ascendente, pero la entrada de compañías privadas hace que esa curva crezca también de manera brusca desde el 2019.
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Viendo los datos, el mundo de los satélites artificiales ha variado notablemente en tan solo cinco años, ya no es exclusividad de Gobiernos, sino que las compañías privadas han irrumpido con fuerza no solo en el uso de comunicaciones, sino también en el uso de Observación de la Tierra.
Para ver mejor la evolución de otras curvas, se muestran la comparativa entre satélites de propiedad de Gobiernos y militares y la aplicación de Observación de la Tierra y otros usos de manera aislada. Se eliminan los datos de satélites de comunicación como los de SpaceX u OneWeb, ya que su incorporación puede sesgar el análisis de tendencia.
Del 2017 al 2024 se ha duplicado el número de satélites de observación de la Tierra, un dato interesante puesto que muchos de ellos disponen de sensores de muy alta resolución espacial. También se ve la misma tendencia en los satélites de uso militar, muchas veces denominados satélites espía con datos de carácter secreto.
Ciertamente, este incremento en el número de plataformas satelitales también ha traído consigo el aumento de la denominada basura espacial, que puede llegar a ser un riesgo real de colisión para las plataformas que orbitan.
Evolución de los satélites de observación de la tierra
Los sensores a bordo de los satélites de observación de la tierra son los más usados para labores ISR en un entorno GEOINT/IMINT. Estos sensores pueden ser:
- Visible e infrarrojo cercano (Near Infrared). Sensor pasivo solo de día. Son capaces de capturar principalmente la luz visible y las ondas infrarrojas cercanas reflejadas por la luz solar. Por esta razón, no es posible realizar observaciones bajo nubes o durante la noche. Estos sensores proporcionan información sobre la superficie terrestre, como la distribución de vegetación, áreas urbanas y el color de los océanos, entre otros aspectos.
- Infrarrojo térmico (Thermal Infrared). Sensor pasivo día y noche. Captura las ondas infrarrojas térmicas emitidas por objetos que se calientan con la luz solar. Es posible observar la superficie terrestre incluso durante la noche, siempre que no haya nubes. Principalmente, se pueden obtener datos sobre las temperaturas de la superficie terrestre y marina, el estado de la actividad volcánica, incendios forestales, etc. Además de ser el mejor sensor para detectar la actividad de manera directa, como motor encendido de un avión en pista, tren de rodaje de un vehículo caliente, etc.
- Radar de Apertura Sintética (SAR). Sensor activo día y noche, llamado de antena. Este emite un haz de ondas de la zona de microondas hacia el objeto y puede captar el rebote o retrodispersión de dicho haz, reflejando en la imagen estada de la superficie terrestre mediante la intensidad y la fase de su onda reflejada. Las microondas atraviesan las nubes, por lo que el objetivo se puede observar independientemente del día, la noche o las condiciones meteorológicas. Principalmente, se pueden detectar cambios topográficos, el estado de la deforestación, áreas inundadas y el movimiento de barcos, etc. Muy útil su uso en medios marinos y para generación de modelos de elevación.
- Lidar. Puede medir con precisión la distancia al objeto y su estado emitiendo luz del rango visible al infrarrojo cercano, midiendo la intensidad y el tiempo de reflexión desde el objeto, así como el cambio de la longitud de onda. Se generan Modelos Digitales de Elevación muy precisos.
Muchos de estos satélites son de propiedad gubernamental como los Sentinel de la ESA (European Space Agency), Landsat de la NASA y USGS y otros son de empresas privadas como Maxar o Planet Labs.
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El crecimiento que anteriormente hemos visto del segmento de satélites de observación de la Tierra puede atribuirse a una mayor demanda para obtener información valiosa para actualización cartográfica, exploración minera, planificación del uso de la tierra, gestión de recursos y otras actividades. Estos satélites proporcionan datos en resoluciones espaciales, temporales y espectrales para satisfacer diversos requisitos de aplicaciones.
La evolución de este tipo de sensores a bordo de satélites de observación de la tierra ha pasado por diversas etapas:
La primera se centró en la mejora de las diferentes resoluciones.
- La resolución espacial. El tamaño de píxel al terreno (GSD, Ground Sample Distance) ha ido mejorando en los últimos años, siendo capaces los satélites comerciales de alcanzar una muy alta resolución en sus imágenes ya por debajo del metro, como las imágenes pancromáticas del Worldview-3 de Maxar con 0,31 m de GSD. Estas altas resoluciones espaciales permiten su uso en múltiples aplicaciones como planificación urbana, agricultura y labores de Inteligencia de imágenes IMINT con capacidad de poder identificar objetivos de pequeño tamaño.
- La resolución espectral. Hace años, las imágenes multiespectrales, con un determinado número de bandas por imagen como la serie Landsat, disponían de una pobre resolución espacial. Hoy en día se ha logrado que múltiples sensores a bordo de satélite dispongan de una buena capacidad multiespectral junto con una buena resolución espacial. Por ejemplo, el satélite Worldview-3 dispone de 16 bandas con un GSD de 1,2 m y 3,7 m (bandas SWIR) al nadir. También se contempla la aparición de nuevos sensores hiperespectrales.
- Resolución radiométrica. La calidad tonal ha mejorado considerablemente con rangos dinámicos de 12 bits por píxel.
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La segunda etapa buscó la mejora en la exactitud y precisión posicional de las imágenes. Esto se muestra mediante el estadístico CE90 (circular error), siguiendo con el ejemplo del satélite de Maxar Worldview-3, dispone de un CE90 < 3,5 m.
La tercera etapa busca una mejora en la velocidad de adquisición de las imágenes, una mejora en la revisita o en la resolución temporal. La estrategia seguida por las empresas para esta mejora ha sido el uso de constelaciones de satélites, es decir, poner varios satélites en órbita con las mismas características, de tal manera que consigan una mejora en el tiempo de adquisición.
Ejemplos son múltiples, como la flota de satélites Worldview Legion cuyos dos primeros satélites se lanzaron el 2 de mayo de 2024. Pretenden ser una constelación de seis satélites LEO a 450 km de altitud orbital y 30 cm de GSD, de tal manera que sean capaces de tomar imágenes de la tierra cada 30 minutos.
Finalmente, la cuarta etapa pretende una mejora en el análisis de las imágenes. Debido a la gran cantidad de imágenes que se van almacenando día a día, la Inteligencia Artificial aplicada a las imágenes mediante técnicas de Machine Learning y Deep Learning van a agilizar el análisis, la predicción y la ayuda a la toma de decisiones.
Conclusiones
Jeff Tarr, CEO de Digital Globe hasta 2017, dijo la siguiente frase: «You can’t hide from space». Esto lo dijo en el año en que existían 596 satélites de observación de la tierra, a día de hoy se dispone de prácticamente el doble, 1.285.
En el conflicto armado de Ucrania se emplea la terminología transparent Battlefield, término que nos viene a reflejar que junto con las continuas imágenes de satélite que se obtienen a diario más las obtenidas por el uso masivo de sensores a bordo de plataformas aéreas no tripuladas (RPAS), cualquier movimiento y acumulación de fuerzas cerca del frente pueda llegar a ser observado, perdiendo el deseado factor sorpresa en las operaciones tácticas.
La tendencia en la evolución del número de plataformas satelitales cambió a partir del año 2019 con la incorporación masiva de satélites de comunicaciones con empresas como SpaceX (Starlink), 1.815 satélites, OneWeb (internet constellation), 394 satélites, Planet Labs (satélites de observación), 188 satélites y Spire Global con 120 satélites, entre otras más.
Esto ha llevado a un auge en el sector aeroespacial y en la industria dedicada a la información geoespacial, al análisis de datos y al sector de defensa y seguridad. Asimismo se han incorporado, como se ha comentado anteriormente, nuevos actores en el análisis de imágenes como los medios de comunicación.
Debido a la ingente cantidad de datos provenientes de diferentes sensores, Robert Cardillo, director del National Geospatial-Intelligence Agency hasta 2019, apuntó lo siguiente: «Estamos pasando de un mundo con escasez de datos a un mundo con abundancia de datos. ¿Qué tan grande es esta creciente marea? Si intentáramos explotar manualmente las imágenes que recibiremos en los próximos 20 años, necesitaríamos ocho millones de analistas de imágenes».
Esta frase exagerada viene a reflejar el problema de disponer de datos e imágenes y que transcurra demasiado tiempo hasta su análisis por falta de analistas de imágenes (IA). En un entorno de inteligencia, la información debe ser oportuna, debe llegar en el momento adecuado al decisor; si llega más tarde de lo debido, quizás ya no sea útil. Por ello, la necesidad de ser ágil en el análisis. Esto se está realizando poco a poco mediante la ayuda de la Inteligencia Artificial aplicada a las imágenes que establecen un primer filtro de gran ayuda para la IA.
A lo largo de los próximos años veremos cómo se seguirán lanzando al espacio nuevos satélites artificiales con diferentes aplicaciones. En un mundo como el actual, con una geopolítica global en fricción permanente, se hace más necesario disponer de comunicaciones fiables y rápidas en cualquier lugar del globo, así como imágenes de satélites que muestren a los analistas qué está ocurriendo en un instante determinado.
➡️ Si quieres adentrarte en el mundo de la inteligencia y del IMINT y adquirir habilidades profesionales, te recomendamos los siguientes programas formativos:
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