Attualmente SpaceX ha portato in orbita 1789 satelliti della costellazione Starlink, ed è già in grado di fornire una prima copertura stabile alle latitudini più elevate (Italia compresa). Secondo un recente studio però, gli Starlink potrebbero essere utilizzati anche come strumento per il posizionamento, come avviene con i satelliti GPS. Si tratta di uno studio indipendente, realizzato senza avere accesso ai dati privati dei satelliti, ma ciò apre già le porte per un nuovo futuro utilizzo degli Starlink.

Posizioni precise con 6 Starlink

La proposta di utilizzare Starlink come se fossero satelliti GPS arriva dal Center for Automated Vehicles Research with Multimodal Assured Navigation (CARMEN). Secondo Zak Kassas, autore della ricerca, è possibile utilizzare i satelliti di SpaceX per rilevare la posizione di un ricevitore di segnale con uno scarto di 7,7 metri.

Per arrivare a questo risultato i ricercatori si sono basati solamente sui dati che si possono ricavare pubblicamente dai satelliti. SpaceX infatti ha reso noto che gli Starlink trasmettono nelle bande di frequenza Ka e Ku e questo è stato il punto di partenza. I ricercatori hanno sfruttato anche i TLE (two-line element set), una coppia di dati che permette di conoscere in modo preciso la posizione dei satelliti.

Grazie principalmente a questi dati pubblici, gli studiosi del CARMEN hanno sviluppato un algoritmo che permette di ricavare la posizione sfruttando 6 diversi Starlink. Una volta posizionata un’antenna sul tetto dell’Università della California, a Irvine, il team di ricerca ne ha ricavato la posizione. Questa è risultata con una precisione di 7.7 metri se si conosce l’altezza a cui si trova l’antenna, mentre sale a 33.5 metri se questa variabile è sconosciuta. L’algoritmo è stato testato anche con altre costellazioni satellitari, ma l’errore minore rilevato è stato di 23 metri.

Le attuali costellazioni GPS permettono di tenere traccia di un ricevitore con uno scarto che va dai 0,3 ai 5 metri, a seconda del dispositivo e di chi sta utilizzando i satelliti. La maggiore precisione è riservata solamente a uso militare. L’uso con la rete Starlink non è quindi ancora competitivo verso una rete di posizionamento tradizionale, ma queste misurazione sono solo le prime, e destinate a migliorare.

Le differenze rispetto al tradizionale GPS

Uno dei principali problemi che affligge i satelliti GPS è la debolezza del segnale che arriva a Terra. Questi satelliti infatti posizionati in orbita media, a circa 20000 km di quota. Il segnale quindi deve viaggiare a lungo prima di arrivare al ricevitore e questo comporta una perdita di potenza in grado di originare diversi disturbi. I satelliti GPS subiscono molti attacchi durante i quali si cerca di sfruttare questa vulnerabilità per disturbare il segnale e impedire di sfruttarne il servizio. Anche le condizioni atmosferiche avverse possono influire negativamente sulla precisione della posizione rilevata. I nuovi satelliti portati in orbita, come i GPS di terza generazione della Space Force, cercano di risolvere tali problemi.

Gli Starlink invece, orbitando a un’altezza di 550 km, sono meno soggetti a subire un degradamento del segnale durante il tragitto. Lo studio inoltre è stato condotto senza l’utilizzo dei dati privati in possesso di SpaceX e senza poterne leggere il traffico. L’azienda di Musk in futuro potrebbe quindi implementare lei stessa un sistema di questo tipo, e fornire posizioni più precise rispetto quelle rilevate dallo studio.

Ciò sarebbe possibile anche grazie all’architettura dell’intera costellazione. Ogni Starlink infatti ha una vita operativa di circa 5 anni, sia perché si trovano in orbita bassa, e quindi soggetti all’attrito con l’alta atmosfera, sia per avere satelliti sempre nuovi in orbita. Il prossimo grande aggiornamento sarà quello di dotare tutti i prossimi Starlink di connessione laser, che permetterà ai satelliti di comunicare tra loro e scambiare dati in modo molto più veloce. Ciò aumenterà notevolmente le prestazioni del servizio internet sia in termini di velocità di download che di latenza. Musk ha inoltre affermato che Starlink dovrebbe uscire dalla fase beta già a partire da ottobre.

L’abstract dello studio completo può essere letto qui: Exploiting Starlink Signals for Navigation: First Results. Il paper completo qui.

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