GuoWang o “rete nazionale” è un progetto di cui si parla poco, ma che presto sarà al centro di dibatti internazionali, sia per la sua rilevanza strategica nel panorama aerospaziale sia per le rilevanze economiche e di sostenibilità. GuoWang sarà una rete composta da quasi 13000 satelliti, un progetto con cui la Cina intende dispiegare una delle più grandi megacostellazioni satellitari per internet.

In questo articolo ripercorriamo la genesi del progetto, lo analizziamo e valutiamo le implicazioni che una megacostellazione del genere comportano per la Cina e non solo.

Genesi

La Cina, essendo uno dei paesi più popolosi al mondo con oltre 1,4 miliardi di persone, ha un grande bisogno di un’infrastruttura di comunicazione affidabile e veloce. Inoltre, come una delle principali potenze economiche del mondo, la Cina ha un forte interesse a sviluppare un sistema di comunicazione satellitare autonomo che consentirebbe al paese di fornire servizi di comunicazione satellitare ad altri Paesi e di entrare nel mercato globale delle telecomunicazioni.

La decisone presa da Pechino di costruire GuoWang, segue anche un trend in un certo senso “inevitabile”. Più volte nella storia delle tecnologie, determinate infrastrutture hanno definito il potere di una nazione, prima in quel settore e poi, di conseguenza, nel mondo. Nello spazio il caso forse più noto sono le costellazioni di geoposizionamento come GPS, Glonass, Galileo e BeiDou. 

I progetti precedenti  

Prima della megacostellazione GuoWang, la Cina stava sviluppano due più piccole costellazioni in parallelo per l’accesso a internet via satellite. Questi sforzi erano sotto l’egida delle due grandi aziende di stato cinesi che si occupano di spazio: la CASC e la meno nota CASIC. 

I colossi statali lavoravano alla costellazione Hongyan, annunciata a novembre 2016 dalla CASC, mentre nell’agosto 2017 la CASIC rivelò il suo coinvolgimento nella seconda, chiamata Hongyun. Le due aziende sorelle hanno proseguito la loro fase di ricerca in parallelo, riuscendo a lanciare ognuna un primo satellite di test nel 2018. 

I piani prevedevano oltre 300 satelliti per Hongyan entro il 2025, e 156 per la rete satellitare Hongyun. Entrambe le aziende iniziarono anche la costruzione delle fabbriche necessarie a sopperire un rateo di produzione di satelliti mai visto in Cina. CASC e CASIC costruirono gli impianti di Tianjin e Wuhan con una produzione stimata tra 150 e 200 satelliti l’anno per ognuna delle compagnie. 

Dopo un rapido progresso nello sviluppo di Hongyan e Hongyun, le due agenzie statali hanno iniziato progressivamente a fornire sempre meno notizie, ed evidentemente a non seguire le timeline inizialmente previste. A questo punto, nel 2020, le due costellazioni sono state definitivamente accantonate per volontà del governo centrale, in favore di un nuovo piano: GuoWang.

Nasce SatNet insieme alle gradi ambizioni di GuoWang

La fine di Hongyan e Hongyan arriva in contemporanea con l’inizio dei lavori di un importante ente governativo di Pechino, la Commissione per Sviluppo Nazionale e le Riforme o NDRC. La commissione si occupa di supervisionare e promuovere lo sviluppo di importati asset strategici nelle mani delle aziende di stato. Per la prima volta menziona una costellazione di internet satellitare come una “nuova infrastruttura” in un documento datato aprile 2020.

A questo punto entra in gioco la SASAC, probabilmente une delle commissioni più potenti della Cina che ha il compito di gestire le controllate statali cinesi (tra cui CASC e CASIC). La SASAC crea il 21 aprile 2021 una nuova azienda: la “China Satellite Network Group” (中国卫星网络集团有限公司) anche nota come Xingwang o semplicemente SatNet. 

La nuova azienda di stato avrà il compito di sviluppare GuoWang, la rete nazionale di internet satellitare. La scelta di Pechino di fondare un’azienda ad hoc per questo progetto non è banale. Infatti i dirigenti cinesi avrebbero potuto tranquillamente affidare la costellazione a una delle già esistenti entità che si occupano di telecomunicazioni. 

Questa soluzione è interpreta da molti esperti come la garanzia di una maggiore autonomia dello sviluppo dell’intero progetto, sopratutto se la mossa è vista nell’ottica del coinvolgimento del settore privato dell’industria aerospaziale.

Attualmente è in corso la costruzione del quartier generale di SatNet nell’area di Xiong’an, una nuova zona a circa 100 km da Pechino. Xiong’an è un area voluta nel 2017 dal governo centrale per spostare diversi uffici e attività dalla sempre più congestionata capitale. Nel momento della scrittura di questo articolo sembra che l’edificio di SatNet sia ancora in fase di costruzione, tuttavia non ci sono immagini recenti per delle conferme sullo stato del cantiere, le ultime reperibile sono quelle mostrate sopra, di settembre 2022.

SatNet ha stretto anche un primo accordo con il governo di Shangai, per creare due non meglio specificate società nella città di Chongqing. A oggi la compagnia non ha fornito molti destagli sulle proprie attività né tantomeno rivelato l’orizzonte temporale in cui intende costruire GuoWang. 

L’architettura della costellazione GuoWang

La maggior parte delle informazioni note sulla costellazione GuoWang, deriva dai documenti che la Cina ha fornito all’Unione internazionale delle telecomunicazioni o ITU (International Telecommunication Union). L’ITU è un importante agenzia dell’ONU che ha la responsabilità dell’allocazione delle radiofrequenza per le telecomunicazioni tra satelliti e la superficie. 

Ogni nazione he facente parte dell’ITU, deve necessariamente avere l’approvazione da parte di questo ente al fine di evitare dei conflitti o inferenze nell’utilizzo di una specifica frequenza radio. 

Nel caso di GuoWang, la Cina ha inoltrato la richiesta per la costellazione a settembre 2020 con il nome in codice GW che presenta due distinte fasi. La prima, con sigla GW-A59 si compone di 6080 satelliti, posti in 3 sotto-costellazioni su altezze che variano in un range compreso tra 500 e 600 km di altezza. 

Una seconda fase, ovvero GW-2, è descritta in 4 sotto-costellazioni identiche da 1728 satelliti per ogni piano orbitale, tutti sono posti in un orbita molto più alta, circa 1145km. Questa parte sembra ricalcare ed espandere le ambizioni dei precedenti progetti Hongyun e Hongyan che erano appunto basati su questi parametri orbitali, almeno i prototipi.

Il totale è 12992 satelliti, un numero che renderebbe la costellazione internet di Pechino la seconda più grande al mondo (sulla carta) dopo Starlink, la quale punta a quasi 40000 satelliti. 

Il numero mastodontico della costellazione cinese non è però assicurato che venga rispettato. Infatti è prassi molto comune, per questo genere di permessi, sovrastimare la reali dimensioni dei progetti. Inoltre ci sono una serie di considerazioni di natura squisitamente tecnica che verranno discussi ora, per inserire GuoWang nel giusto contesto dell’industria aerospaziale cinese. 

Si, ma è possibile?

L’impresa in cui si è imbarcata Pechino pone diverse questioni sulla reale fattibilità, per l’industria cinese, di riuscire effettivamente a costruire un numero simile di satelliti in relativamente poco tempo. 

Da un punto di vista finanziario non ci sono veri problemi per la Cina, il reale costo di GuoWang è molto complesso da stimare, tuttavia, difficilmente una rete del genere può costare meno di 10 miliardi di dollari, se si considerano i costi di costellazioni simili come Starlink, Lightspeed o OneWeb. 

Il problema produttivo dei satelliti è una questione più interessante. Sulla carta la Cina potrebbe avere, nel giro di pochi mesi, degli impianti in grado di produrre, in parte, la rete GuoWang. Circa 300-500 satelliti se si considerano i già citati stabilimenti delle aziende di stato. Il problema è capire se effettivamente queste fabbriche sono in grado di arrivare a regime, mantenerlo, e soprattutto farlo crescere, e non di poco.  

Se invece si dà uno sguardo alla capacità produttiva delle aziende private cinesi, si può notare un certo pattern. I numeri di produzione di nuove fabbriche, è aumentano non di poco, e quasi tutte queste sono già in fase di costruzione e prossime all’apertura nel 2023. Da un report di Orbital Gateway Consulting a cura di Blaine Curcio sono evidenziate bene le possibili compagnie che potrebbe prendere parte a GuoWang.

Spiccano tra queste Galaxy Space e Commsat, che lavorano già per una propria costellazione in orbita bassa per internet. Il lavoro di queste aziende potrebbe realisticamente essere integrato nel progetto di SatNet, tuttavia è bene notare che fino a oggi non c’è ancora alcuna dichiarazione formale dall’azienda ma solo un’ipotesi ragionata sulla base dei fatti. 

Anche considerando il settore commerciale, rimane comunque il dubbio sulla reale capacità di incremento della produzione. I dati del Blue Book della CASC del 2022 parlano chiaro, e mostrano come la space economy cinese è ancora fragile nella produzione di satelliti. Nella tabella sottostante sono riportate alcune informazione del Blue Book su tutti i satelliti lanciati in Cina nel 2022. 

Chi sarà in grado di lanciare GuoWang? 

La strategia di lancio della rete Guowang è senza ombra di dubbio uno degli aspetti più cruciali e opachi dell’intero progetto. Per capire quali opzioni sono a disapozione di SatNet, sarebbe utile avere qualche dettaglio tecnico dei bus satellitari che verranno usati. In mancanza di queste informazioni si possono fare delle ipotesi basate su altre (poche) costellazioni simili.

Il razzo candidato al dispiegamento della costellazione sembra essere il noto Lunga Marcia 5B, una variante senza stadio superiore del più potente vettore nella flotta di Pechino. Una dichiarazione a fine novembre di un dirigente della CALT (parte della CASC), Liu Bing, ha confermato l’intenzione dell’agenzia di adattare il LM-5B alle esigenze di un alto rateo di lancio:

“Nei prossimi anni, la serie di razzi Lunga Marcia 5 entrerà nella fase di lancio ad alta densità per soddisfare le esigenze di rapido ingresso nello spazio e su larga scala del Paese.”

Da un punto di vista tecnico, questo si concretezza con l’introduzione di un piccolo stadio superiore della serie Yuanzheng, in questo caso il modello 2. Questa famiglia di stadi a idrazina permette l’inserzione dei satelliti in orbite più alte o su diverse inclinazioni post lancio. L’introduzione di questo elemento potrebbe ipoteticamente mitigare anche il noto problema di rientro incollato del primo stadio del LM-5B.

Calcolatrice alla mano, si possono fare poco precise stime su quanti lanci servirebbero per GuoWang con solo questo razzo. Considerando dei satelliti di classe compresa tra 200 e 500 kg servirebbero almeno 120-300 lanci, una cifra considerevole per la cadenza lanci di poche unità/anno vista fino a oggi per il LM-5. 

Il ruolo dei lanciatori commerciali

Ragionevolmente si può supporre che la Cina intenda utilizzare anche le capacità di lanciatori più piccoli della serie Lunga Marcia come i 4 C/B, 2 C/2, 6A e 8A. Pechino lavora anche a nuovi siti di lancio come nell’isola di Hainan, il primo principalmente dedicato alle attività commerciali. Si tratta di un’infrastruttura che avrà quattro nuovi pad, di cui uno sarà pronto già entro fine anno. Lo spaziporto supporterà alcuni razzi di CASC, CASIC e nuove compagnie. 

La pletora di aziende che intendono offrire servizi di lancio è molto ampia, tuttavia queste entità tendono ad  offrire veicoli di classe piccola e la stragrande maggioranza è ancora sulla carta, oppure poco affidabile. In ogni caso, nell’ottica di usare tutte il potenziale di lancio cinese questa è la mossa giusta. 

I possibile candidati in questo caso possono essere le startup LandSpace o Space Pioneer, le più avanzate nello sviluppo. LandSpace ha adirittura compiuto anche un primo lancio del nuovo razzo Zhuque-2 che ha dimostranto una certa maturità nel design e nelle operazioni di lancio, nonostante il fallimento.

Space Pioneer si presenta con Tianlong-2, un lanciatore dal design classico che si accinge a divenire il primo spinto da propellenti liquidi nella giungla di aziende private cinesi.

Inoltre, il mondo commerciale presenta diverse proposte che hanno la possibilità di riutilizzo del primo stadio. Una caratteristica ideale per la grande frequenza di lanci richiesta da GuoWang. Purtroppo sembra rimanere  difficile per la Cina adoattarla nel breve termine. In questo articolo sono approfonditi i maggiori sforzi sia privati che statali cinesi per arrivare alla riusabilità del primo stadio.

L’interesse militare della PLA e l’anti Starlink

L’interesse cinese nel costruire una megacostellazione non è solo guidato da interessi civili, ma esiste anche una volontà di ottenere un forte asset militare strategico. L’esercito cinese, PLA, ha una propria Space Force la Strategic Support Force, e vede lo spazio come un terreno fondamentale per conseguire i propri interessi. 

Non è quindi un caso che il nuovo ministro della difesa di Pechino, il Generale Li Shangfu, scelto recentemente da Xi sia già stato proprio a capo della nuova branca della PLA. Se i simboli nella politica cinese contano molto, questa nomina parla molto chiaro sulla volontà cinese di dominare lo spazio.

Il caso della rete Starlink impiegata nel conflitto tra Russia e Ucraina ha catturato fortemente l’interesse degli accademici militari cinesi, che hanno scritto diversi paper a riguardo. E non solo, lo stesso Elon Musk rassicurò le autorità cinesi sull’esclusione della rete nel paese asiatico.

A maggio 2022 una ricerca condotta da Ren Yuanzhen e colleghi della Beijing Institute of Tracking and Telecommunications segnalava già la costellazione americana come una potenziale minaccia per Pechino. 

Starlink ha dimostrato di possedere tecnologie all’avanguardia nel sopportare e superare gli attacchi di jamming della Russia. Inoltre, le applicazioni di integrazioni fra costellazioni e possibili sistemi di tracciamento e osservazione, possono porre alla Cina un ostacolo senza precedenti. L’articolo conclude con il suggerimento di trovare misure anti satellite da attuare in orbita e maggiore attenzione alle frequenze utilizzate da Starlink. 

Più recentemente, un nuovo paper a firma di Xu Can (affiliato ad un’università della PLA) e altri, hanno inserito GuoWang (GW) nell’ottica di contrasto a Starlink. Secondo i ricercatori, i satelliti cinesi potrebbero essere equipaggiati con un non meglio specificato payload per “sorveglianza a lungo termine e a distanza ravvicinata dei satelliti Starlink”.

Il punto dello studio parte dell’assunzione che la Cina non è più in grado di tracciare satelliti oltre le 3000 unità tramite i propri strumenti di Terra. Pertanto le contromisure in orbita e su scala massiccia, ossia GuoWang, possono essere il giusto elemento di deterrenza contro un possibile uso militare di Starlink o altre costellazioni non cinesi.