domingo, 8 de abril de 2018

Comunicaciones estelares


Una sociedad galáctica tiene que ser capaz de enviar un mensaje de un planeta a otro, y aunque no sea a tiempo real, que llegue en un periodo de tiempo razonable. 
La integración es la base vertebradora de las sociedades, los caminos que unen sus poblaciones, y la capacidad de comunicarse para no ser clados culturales aislados, si no una sociedad (el motor de curvatura y el hipercanal, respectivamente en una sociedad galáctica).
Las comunicaciones estelares se basan en el mismo principio que el motor de curvatura. Mediante plasma de alta energía, se crea una distorsión que, en este caso no es generada estáticamente por un motor en una nave en movimiento, si no que es "disparada" hacia un destino bajo el mismo principio de ser una burbuja de curvatura en cuyo interior se encuentra la señal enviada (radio, microondas, ...) rodeada del pliegue del espacio que la traslada a mayor velocidad que la de la luz hacia su destino.

Los problemas que complican usar el impulso de curvatura para señales de comunicación son dos, principalmente; 

El primer problema es que la potencia de una señal decrece con la distancia recorrida, por lo que, aunque la señal propiamente dicha no se desplace en el interior de su burbuja de curvatura, la propia burbuja warp se disipa durante el recorrido. La solución a esto fueron los repetidores subespaciales.

A mediados del siglo 22, cuando la humanidad comenzó a explorar la galaxia, una de las funciones primordiales de las naves estelares terrestres, fue la de jalonar las rutas espaciales con satélites artificiales diseñados para amplificar las transmisiones subespaciales que captaban, reexpidiéndolas luego a su punto de destino con más potencia (repetidores subespaciales que forman el hipercanal o la hiperred). 

La idea es lanzar la burbuja warp con suficiente factor (al no desplazar matería se alcanza el warp 9,999) para que llegue a un repetidor rápidamente en un par de segundos antes de disiparse, y este repetidor lance una copia de la señal recibida envuelta en otra burbuja de curvatura, repitiendo el proceso hasta llegar a destino.
Se lanza la señal en su burbuja de curvatura, dejando que la burbuja se disipe en escasos segundos, pero siendo suficiente como para cubrir unos 120.000 millones de Km en 2 segundos (798.064 UAs, 3,8 pársecs), distancia necesaria en la que debe encontrar un repetidor para continuar su viaje.
 
El segundo problema, es que la señal dentro de la burbuja de curvatura aunque no se disipe al no desplazarse, va a tender a expandirse normalmente desde cada punto en el que se encuentre, no se va a quedar la señal quieta esperando a llegar a destino para expandirse.
Algo que palia este problema son los efectos relativistas de las altas velocidades. Una señal que viaje hasta un repetidor, quizás solo haya experimentado milésimas de segundo o nanosegundos para su expansión, por lo que está se habrá producido en pequeño grado (deformada por el efecto doppler, es posible que indescifrable) de tal forma que el repetidor pueda recomponer el mensaje, y reenviarlo.

Pero aunque esto palía el problema, no lo soluciona; una señal que deba viajar hasta su máximo alcance sin repetidores, o que deja muy atrás su último repetidor, es probable que llegue dispersa.

Aquí la solución suele ser práctica; dado que las comunicaciones se envian cifradas por facciones que se comunican entre sí, destinatario y receptor conocen sus códigos de cifrado, al recibir una señal dispersa, pueden intentar recomponerla asumiendo que la señal original vendría cifrada de alguna de las maneras que conocen (es decir, de sus contactos). Los ordenadores son muy eficaces a la hora de realizar estos cálculos, pudiendo la mayor parte de las veces deducir como era la señal original, procediendo a desencriptarla y acceder a ella.

Cuando por el contrario la señal es abierta, y no existe un patrón esperable, igualmente a veces los ordenadores pueden deducirla y recuperarla, pero a medida que la señal se vuelva mayor o compleja, los ordenadores no podrán recomponerla y se recibirá una señal fragmentada.


El hipercanal

Los primeros amplificadores de señal subespacial fueron los de la serie Echo, de los cuales había más de un millar en servicio en el año 2200. A medida que la humanidad se extendía por la galaxia, las funciones de estos satélites fueron asumidas por las estaciones espaciales y las grandes bases estelares que la UFP fue estableciendo en el cuadrante Alfa. No obstante siguen empleándose versiones actualizadas de los primitivos satélites Echo, sobre todo en sectores poco explorados del espacio profundo.

La idea de los repetidores es estar estratégicamente dispuestos para tener acceso a la mayor cantidad de repetidores y configurar la mayor cantidad posible de rutas de comunicación. Las rutas de comunicación muchas veces no son óptimas, y la señal no puede ser enrutada directamente de A a B por no haber red de repetidores posible, si no que debe ser enrutada por canales indirectos hasta estar lo suficientemente cerca del punto B.

El problema de los repetidores es generar la curvatura y "dispararla", que es un proceso costoso en tiempo y energía.

El rebote de la señal no consume mas que unos nanosegundos, es inmediato, pero tener que generar impulso warp es lo que introduce lag en cada rebote.

Cuantos por mas repetidores pase la señal, mayor tiempo de retraso causarán los repetidores, al añadir lag en cada rebote.

Si imaginamos una señal, que viaja de la Tierra a algún lugar, atravesando 10 repetidores (35 pársecs) esto estará tardando unos 20 segs mas al retardo de los 10 repetidores (sumemosle otros 30) por lo que el mensaje tiene que locutarse (imaginemos 60 segs), enviarse y llegar (55 segs), escucharse (60 segs), responderse (imaginemos 3 minutos), devolverse y llegar (55 segs), y escucharse (3 minutos).

Nada mal ida y vuelta en 110 segs estando a 35 pársecs, pero no ha sido una auténtica comunicación a tiempo real, pues si a través de videoconferencia hubiesen intentado hablar, lo que uno dice le llegaría al otro 1 minuto después, que no tendría claro a que le está respondiendo exactamente de lo que ya dijo. Se considera tiempo real cuando el lag de las comunicaciones es de un par de segundos, y permite con mas o menos comodidad mantener una videoconferencia.

Las transmisiones subespaciales, aunque muy rápidas, no tienen una cobertura total (para lo que debieran colocarse repetidores en cualquier dirección a 3,5 pársecs), por lo que si una nave se encuentra lejos de un repetidor (más de 3,8 pársecs), es muy posible que no la llegue el mensaje, a pesar de los grandes avances en el campo de la transmisión subespacial, y de la existencia de centenares de bases estelares y estaciones espaciales capaces de amplificar la señal.

Por esto las comunicaciones suelen ser limitadas y a través de pantalla. Cuando la cercanía permite una auténtica comunicación a tiempo real, es posible comunicarse mediante imagen tridimensional, que favorece la interacción.  Esta cercania son como mucho unos 120.000 millones de Km (798.064 UAs, 3,8 pársecs), 2 segundos de retardo. Idealmente serían solo 30.000 millones de Km, para tener un retardo de medio segundo que permita una interacción "cara a cara" con la imagen tridimensional.


¿Como es eso de disparar una burbuja Warp, Tz?
Suspensión de la incredulidad. Hay que tener en cuenta que una deformación warp no debería poder ser lanzada, habría que disparar una cantidad de energía abusiva que sólo un núcleo warp puede generar.

Habría que lanzar un núcleo warp como soporte físico que genere la burbuja, (y nunca se ha dicho que las comunicaciones se basen en sondas, todo lo contrario). Lanzar la burbuja y que vaya sola no parece posible en ST, dado que una nave, para viajar, no se limita a encender el núcleo y la burbuja la lleva hasta que quiera girar, volviendo a encenderlo o algo, si no que mantienen el núcleo funcionando todo el viaje aunque no cambien de rumbo, por lo que podemos suponer que en cada momento tiene que estar funcionando, siendo entonces que disparar una burbuja que se mantenga sola es demasiado happy, incluso inventándonos que se disipan al de 2 segundos o así.

Podría ser que los repetidores simplemente energizan las deformaciones warp, no que las lancen, pero ¿como se energiza una deformación warp que pasa por allí? Pongamos que se puede. ¿También en el subespacio se puede rebotar una deformación en dirección a otro repetidor, como un raquetazo a una pelota de tenis? ¿Y a la par que la das energía? Pongamos que se puede. ¿Todo esto sobre la marcha cuando la deformación warp pasa por el repetidor a 199.516 veces la velocidad de la luz? Cosas veredes, Sancho...