Come i satelliti si potrebbero risolvere le interruzioni causate dalla rottura dei cavi sottomarini. Ed è questo il contesto sostiene l’interesse verso le trasmissioni satellitari di internet con le flotte di SpaceX (Musk) o Kuiper-Amazon (Bezos).

Il 18 febbraio 2024, un attacco missilistico da parte dei militanti Houthi nello Yemen ha colpito la nave cargo Rubymar nel Mar Rosso.
Priva dell’equipaggio, già evacuato, la nave danneggiata ha vagato per settimane prima di inabissarsi, divenendo un simbolo delle fragilità della rete Internet globale. Perché? Perché durante la deriva, la nave ha trascinato l’ancora per circa 70 chilometri, finendo per tranciare tre cavi in fibra ottica posizionati sul fondale del Mar Rosso.
Questi cavi trasportavano circa 1/4 del traffico Internet tra Europa e Asia. L’interruzione ha obbligato a deviare i flussi di dati, mentre i tecnici valutavano l’entità del danno. L’episodio ha evidenziato la vulnerabilità della rete Internet e spinto la NATO a sviluppare un piano di emergenza per far fronte a situazioni simili.

I cavi sottomarini in fibra ottica

Oltre il 95% delle comunicazioni Internet intercontinentali viaggia attraverso cavi sottomarini in fibra ottica, che si estendono per circa 1,2 milioni di chilometri intorno al globo.
Questi cavi, estremamente sottili e fragili, attraversano gli oceani a profondità abissali senza protezioni significative. Secondo Tim Stronge, vicepresidente del Dipartimento ricerca presso TeleGeography, la loro struttura è comparabile né più né meno che a quella di un tubo da giardino, una caratteristica che li rende particolarmente vulnerabili.
Questi cavi non solo supportano le comunicazioni quotidiane, ma gestiscono transazioni finanziarie per un valore superiore a 10 trilioni di dollari al giorno e trasmettono informazioni sensibili, comprese quelle relative alla sicurezza e alla difesa.

Un sistema molto delicato

L’incidente della Rubymar ha dimostrato quanto sia delicato questo sistema: un evento casuale, come il trascinamento di un’ancora, può causare disagi molto impattanti.
Questa consapevolezza ha portato a considerare gli scenari peggiori, come attacchi intenzionali contro questa infrastruttura subacquea da parte di entità statali o gruppi terroristici o di criminalità organizzata.
La NATO, in risposta, testerà soluzioni basate su satelliti orbitali per creare un Internet di backup, progettato per mitigare l’impatto di queste interruzioni e garantire la resilienza della rete globale e ha avviato un progetto pilota per capire come proteggere al meglio il traffico Internet globale e reindirizzarlo in caso di problemi determinati da situazioni come quella sopra descritta.

Il progessto HEIST

Il progetto si chiama HEIST, acronimo di Hybrid Space-Submarine Architecture Ensuring Infosec of Telecommunications.
Probabilmente, gli Houthi non avevano idea del danno che avrebbero causato attaccando la Rubymar, ma alcuni funzionari occidentali ritengono che ci siano prove considerevoli che Russia e Cina abbiano cercato di sabotare i cavi sottomarini.
Successivamente, due cavi sottomarini nel Mar Baltico, usati per la trasmissione dati con la Svezia, la Lituania, la Finlandia e la Germania sono stati tranciati, e i sospetti sono stati puntati su una nave mercantile cinese che di transito nella regione. Il ministro della difesa tedesco, Boris Pistorius, si è spinto fino a definire i guasti come un vero e proprio sabotaggio deliberato.
Entro due anni, gli organizzatori di HEIST sperano di raggiungere perlomeno due obiettivi.
Il primo è garantire che, quando i cavi vengono danneggiati, gli operatori possano individuare rapidamente la posizione precisa del danno per ridurre al minimo le interruzioni e procedere più speditmente alla riparazione; secondo, il progetto mira ad ampliare il numero di percorsi paralleli attraverso cui possono viaggiare i dati. In particolare, HEIST esplorerà modi per deviare il traffico ad alta priorità verso i satelliti in orbita.
“La chiave per abilitare una comunicazione resiliente è la diversità dei percorsi dei dati” ha dichiarato Gregory Falco, Direttore per i Paesi NATO di HEIST e professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale alla Cornell University. Garantire una diversità di percorsi Internet, afferma, dovrebbe contare su “qualcosa nel cielo piuttosto che [solo] su ciò che si trova sul fondale marino”.

Testare un sistema di sicurezza a prova di guasto

Nel 2025, gli organizzatori di HEIST prevedono di iniziare i test presso il Blekinge Institute of Technology (BTH) a Karlskrona, sulla costa meridionale della Svezia.
Qui, sperimenteranno sistemi intelligenti che, secondo le attese, permetteranno agli ingegneri di individuare rapidamente una rottura in un cavo sottomarino con una precisione (con un margine di errore nella localizzazione) di 1 metro.
I ricercatori lavoreranno anche su protocolli che reindirizzino rapidamente le trasmissioni di dati verso i satelliti disponibili, almeno su scala sperimentale.
Inoltre, Gregory Falco ha precisato che HEIST tenterà di affrontare la complessa rete di regole sovrapposte sull’uso dei cavi sottomarini, dato che non esiste un’unica entità incaricata di gestirli. Ricercatori provenienti dall’Islanda, dalla Svezia, dalla Svizzera, dagli Stati Uniti e da altri Paesi si stanno interessando del progetto.

Una infrastruttura critca per la societa’

“Quello di cui stiamo parlando ora è un’infrastruttura critica per la società” ha precisato Henric Johnson, rettore del Blekinge Institute of Technology (BTH) e coordinatore del progetto di test HEIST.
La posizione, sulla costa del Mar Baltico, è importante. È una via d’acqua vitale sia per i Paesi della NATO che per i russi. “Abbiamo avuto incidenti di cavi sabotati tra Svezia, Estonia e Finlandi. Quindi tali incidenti sono per noi da considerare come una realtà inevitabile”.
Secondo Tim Stronge di TeleGeography, anche senza sabotaggi deliberati, ci sono circa 100 tagli di cavi all’anno, la maggior parte dei quali viene riparata da navi specializzate pronte nei porti di tutto il mondo. Una singola riparazione può richiedere giorni o settimane e costare diversi milioni di dollari statunitensi. Comunque, fino ad ora, gli operatori di telecomunicazioni – e molti Paesi – non hanno avuto scelta.
“Pensate all’Islanda” ha evidenziato Nicolò Boschetti, ricercatore della Cornell University che lavora a HEIST. “L’Islanda ha molti servizi finanziari, molta elaborazione di dati in cloud, ed è connessa all’Europa e al Nord America tramite quattro cavi. Se quei quattro cavi venissero distrutti o compromessi, l’Islanda sarebbe completamente isolata dal resto del mondo”

Il limite dei collegamenti satellitari

I collegamenti satellitari possono by-passare i cavi danneggiati, ma forse il limite maggiore dei satelliti di backup è la loro capacità di trasmissione.
Il volume di dati che può essere trasmesso in orbita è di gran lunga inferiore a quello che gestiscono attualmente le fibre ottiche.
Google afferma che alcune delle sue nuove linee in fibra ottica possono gestire 340 terabit al secondo; la maggior parte dei cavi trasporta molto meno, ma supera comunque di gran lunga i 5 gigabit al secondo che la NASA afferma possano essere inviati tramite satellite nella banda Ku (12–18 gigahertz), la frequenza a microonde forse più utilizzata.
Il team di HEIST prevede di lavorare su questo aspetto, in parte, utilizzando sistemi ottici laser a banda più larga per comunicare con i satelliti.
La NASA sta lavorando da tempo sulle comunicazioni ottiche; il più recente di questi esperimenti viene condotto a bordo della missione Psyche diretta verso un asteroide.
Starlink ha equipaggiato i suoi satelliti più recenti con laser a infrarossi per le comunicazioni intersatellitari e i funzionari del Progetto Kuiper di Amazon hanno dichiarato che la compagnia prevede di utilizzare anch’essa le comunicazioni laser.
La NASA afferma che i laser satellitari possono trasportare almeno 40 volte più dati delle trasmissioni radio, ma si è ancora lontani dalla capacità trasmissiva dei cavi, pertanto si tratta di una opportunità che non può puntare alla sostituzione del sistema dei cavi.

Le limitazioni delle trasmissioni laser

Le trasmissioni laser hanno comunque delle limitazioni. Possono essere facilmente bloccate da nuvole, foschia o fumo, ad esempio.
Devono essere puntate con precisione. I segnali ritardati (noti anche come latenza) costituiscono un problema, specialmente per i satelliti in orbite più alte.
Il team di HEIST afferma che testerà nuovi modi per espandere la larghezza di banda e ridurre i tempi di latenza – ad esempio, aggregando le frequenze radio disponibili e dando priorità ai dati da trasmettere in caso di emergenza.
“Quindi ci sono modi per aggirare questo problema” – ha precisato Gregory Falco della Cornell University – “ma nessuno di essi è una soluzione miracolosa”.
Secondo Falco una chiave per trovare buone risposte è quella di lanciare un processo open-source in HEIST.
“Occorre rendere tutto pubblico e invitare le persone a criticarlo in maniera puntigliosa” Lo scambio di idee e il continuo perfezionamento potrebbero essere essenziali per la prossima fase del progetto, al punto da far dire a Falco: “Realizzeremo comunque questa opportunità più velocemente di quanto chiunque avrebbe immaginato”.