Imagine el espacio alrededor de la Tierra lleno de decenas de miles de satélites de comunicaciones. Ese escenario está surgiendo lentamente y preocupa a los astrónomos.
Ahora un grupo de astrónomos tiene escrito un papel describiendo sus preocupaciones detalladas, y cómo todos estos satélites podrían tener un impacto negativo grave en la astronomía terrestre.
SpaceX y otras compañías están poniendo sus agudos ojos capitalistas en el espacio alrededor de la Tierra. SpaceX y OneWeb son las únicas compañías, hasta ahora, que lanzan porciones de sus constelaciones satelitales.
Pero varias otras compañías tienen planes de hacer lo mismo, y eventualmente todos esos satélites sumarán decenas de miles.
La comunidad de astronomía ha planteado algunas preocupaciones sobre estas constelaciones de satélites. los Real sociedad astronómica y el Sociedad Astronómica Americana Ambos han publicado declaraciones que expresan su preocupación y deseo de trabajar con compañías en el negocio de constelaciones satelitales.
Esas declaraciones son educadas, cautelosas en sus críticas y escritas en un espíritu de cooperación.
Pero este nuevo documento expone todas las preocupaciones de la comunidad astronómica, respaldado con datos, y presiona su punto con mayor insistencia.
Los primeros 240 satélites Starlink en Celestrak. (Gallozzi et al., 2020 / Celestrak.)
"Durante siglos, las observaciones astronómicas terrestres han llevado a progresos excepcionales en nuestra comprensión científica de las Leyes de la Naturaleza".
Una constelación de satélites es un grupo de satélites artificiales que trabajan juntos para proporcionar cobertura de comunicaciones global o casi global. Tienen el potencial de hacer que Internet de alta velocidad esté disponible en casi cualquier lugar. Obviamente, hay muchos beneficios en eso.
Pero también hay críticas, y tres astrónomos del INAF-Osservatorio Astronomico di Roma de Italia, han presentado estas críticas en detalle. Los tres son Stefano Gallozzi, Marco Scardia y Michele Maris.
Su artículo se titula "Preocupaciones sobre las observaciones astronómicas terrestres: un paso para salvaguardar el Sk astronómicoy".
Cuando sumas todos los satélites que las compañías quieren lanzar como parte de sus constelaciones, obtienes alrededor de 50,000 satélites. La pregunta es, ¿qué efecto tendrán esos satélites en la astronomía terrestre?
Los autores del informe afirman que todos estos satélites dañarán inevitablemente la observación astronómica.
Una nota para los lectores: el inglés no es el primer idioma de los autores del artículo, por lo que algunas de las citas contienen pequeñas inconsistencias, pero el significado es claro.
"Dependiendo de su altitud y de la reflectividad de la superficie, su contribución al brillo del cielo no es despreciable para las observaciones profesionales desde el suelo", dice el informe en la introducción.
"Con la gran cantidad de aproximadamente 50,000 nuevos satélites artificiales para telecomunicaciones planeados para ser lanzados en la órbita terrestre media y baja, la densidad media de objetos artificiales será> 1 satélite por grado de cielo cuadrado; esto inevitablemente dañará las imágenes astronómicas profesionales".
(Gallozzi et al., 2020)
TABLA: Solo hay 172 estrellas en todo el cielo que exceden el brillo esperado de los satélites Starlink. Los satélites LEO de mayor altitud (por ejemplo, más de 1000 km de altitud) serán visibles durante toda la noche, alcanzando aproximadamente la octava magnitud.
Dado que SpaceX es el más avanzado en el despliegue de su constelación, su nombre aparece con frecuencia en el periódico. El sistema Starlink de SpaceX ya lanzó casi 250 de sus satélites, y planean desplegar hasta 42,000 satélites en total.
De acuerdo a el papel, estos satélites "brillarán desde la 3ra hasta la 7ma magnitud en el cielo después del atardecer y antes del amanecer".
Los autores dicen que todos esos satélites inevitablemente dejarán rastros en las imágenes astronómicas y pueden inhibir la búsqueda de objetos cercanos a la Tierra. Existe cierto grado de riesgo de que no podamos detectar un impacto potencial debido a todos estos satélites.
Pero no solo las imágenes se verán afectadas negativamente, según el informe.
"Las preocupaciones serias son comunes también a otras longitudes de onda elegibles para la investigación terrestre, en particular para la radioastronomía, cuyos detectores ya están saturados por la irradiación ubicua de la comunicación de satélites desde las estaciones espaciales, así como desde el suelo".
En mayo de 2019, Elon Musk intentó descartar cualquier preocupación astronómica sobre Starlink. Entre su rechazo bastante brusco de las críticas estaba su declaración de que "de todos modos necesitamos mover los telescopios (sic) para que orbiten. La atenuación atmosférica es terrible".
Musk tiene un gran perfil en la comunidad espacial, por lo que sus palabras podrían haber convencido a algunos de que no hay problemas entre Starlink y la astronomía. Pero Musk es un empresario, no un científico.
Ya hay 4900 satélites en órbita, que las personas notan ~ 0% del tiempo. Starlink no será visto por nadie a menos que lo mire con mucho cuidado y tendrá un impacto de ~ 0% en los avances en astronomía. Necesitamos mover telescopios a órbita de todos modos. La atenuación atmosférica es terrible. pic.twitter.com/OuWYfNmw0D
– Elon Musk (@elonmusk) 27 de mayo de 2019
A pesar de todos sus logros, Musk no es un experto en astronomía u observación astronómica. ¿Es su declaración de que Starlink "tendrá un impacto de ~ 0 por ciento en los avances en astronomía", precisa e informada?
Los tres autores de el nuevo papel No parece pensar eso. Describen los riesgos que las constelaciones de satélites representan para la astronomía, y no se trata solo de si son visibles con luz óptica.
Señalan que hay "efectos peligrosos que surgen de tales cambios en la población de satélites pequeños. Se describe una estrategia específica para la intervención urgente para salvaguardar y proteger cada banda astronómica observable desde el suelo".
"Sin observaciones terrestres, la mayor parte de la astronomía espacial actual sería inútil o imposible".
Los autores comienzan desde el principio, señalando los enormes avances en la comprensión realizados por las observaciones terrestres. "Durante siglos, las observaciones astronómicas terrestres han llevado a progresos excepcionales en nuestra comprensión científica de las Leyes de la Naturaleza". Eso es difícil de discutir.
En los papeles En la primera sección, hablan sobre cómo la astronomía espacial o los telescopios espaciales han contribuido al conocimiento. Pero señalan que la astronomía terrestre y espacial se necesitan mutuamente y producen la mejor ciencia cuando trabajan juntos.
"Sin observaciones terrestres, la mayor parte de la astronomía espacial actual sería inútil o imposible".
Es seguro decir que los autores no están de acuerdo con la afirmación simplista de Musk de que "necesitamos mover los telescopios (sic) para orbitar de todos modos. La atenuación atmosférica es terrible".
Tal vez Musk nunca ha oído hablar de óptica adaptativa. La óptica adaptativa permite que los modernos telescopios terrestres superen el efecto de la atmósfera en las observaciones. Los próximos telescopios, como el telescopio europeo extremadamente grande y el telescopio de treinta metros, presentan una óptica adaptativa en el centro de sus diseños.
Los autores también señalan lo que debería estar claro para cualquiera que lo piense por mucho tiempo: en comparación con la astronomía terrestre, los telescopios espaciales son enormemente caros. Y arriesgado.
Los avances en la tecnología del telescopio se hacen aquí en la Tierra. Su despliegue es la parte arriesgada, pero las tecnologías ya se han probado y desarrollado aquí en la Tierra. Como señalan los autores del artículo, probar y desarrollar nuevas tecnologías de telescopio no es factible en el espacio.
"Una limitación importante de los telescopios espaciales es que no pueden ser mantenidos, restaurados o reparados después del lanzamiento". El Hubble es una excepción, y no se han mantenido otros telescopios espaciales. Una vez que terminan, terminan.
La primera misión de servicio del Hubble, el único telescopio espacial que recibe servicio desde su lanzamiento. (NASA)
"En comparación con los observatorios terrestres, el tiempo de vida promedio de los telescopios espaciales es del orden de un par de décadas o menos. Por el contrario, los observatorios terrestres duran varias décadas, con los telescopios instalados al comienzo de la era espacial nuevamente. trabajando de manera rentable ".
En resumen, los telescopios espaciales se vuelven tecnológicamente obsoletos, mientras que sus contrapartes terrestres siguen funcionando.
Podemos ver esto con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO). El VLT se compone de cuatro unidades principales, y la primera vio la primera luz en 1998.
Con los años se ha actualizado varias veces, cada vez aumentando sus capacidades de observación. Dos de sus instrumentos, ESFERA (primera luz junio de 2014) y CAFÉ EXPRÉS (primera luz de septiembre de 2016), están diseñados para estudiar exoplanetas, algo que no era importante cuando se diseñó el VLT. Otros instrumentos, como VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared) se actualizaron para estudiar exoplanetas.
Los telescopios espaciales también son costosos en comparación con los telescopios terrestres. El telescopio espacial James Webb ha estado en desarrollo durante 20 años y costará US $ 10 mil millones. Pero la próxima generación de telescopios terrestres, como el Telescopio Gigante de Magallanes y el Telescopio Europeo Extremadamente Grande, costará alrededor de $ 1 mil millones cada uno. Y probablemente sobrevivirán al JWST por décadas.
La parte esencial del documento aborda los problemas reales que enfrentará la astronomía terrestre debido a las constelaciones de satélites. En algunas longitudes de onda electromagnéticas, los telescopios espaciales son mucho más efectivos que los telescopios terrestres. En el infrarrojo lejano, por ejemplo, la atmósfera bloquea gran parte de él. Pero eso no cuenta toda la historia.
En el artículo, los autores hablan sobre la degradación del cielo. Esta degradación proviene no solo de la contaminación lumínica en el suelo, sino que "también se debe a que las flotas de satélites artificiales cruzan y observan cicatrices con rayas / senderos paralelos brillantes en todas las latitudes".
Solo a Starlink le gustaría colocar hasta 40,000 satélites en órbita. Esa es solo una de varias compañías con planes para lanzar constelaciones satelitales. Nadie sabe cuántos habrá eventualmente, pero es justo usar una cifra de 50,000 satélites para la discusión.
"Los astrónomos están extremadamente preocupados por la posibilidad de que el cielo visto desde la Tierra pueda estar cubierto por decenas de miles de satélites, que superarán en gran medida las aproximadamente 9,000 estrellas que son visibles para el ojo humano sin ayuda", dicen los autores. "Esta no es una amenaza distante: ya está sucediendo".
(Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Infrarroja Óptica de NSF / NSF / AURA / CTIO / DELVE)
IMAGEN: Esto es lo que preocupa a los astrónomos, los satélites Starlink visibles en un mosaico de una imagen astronómica.
Los tres astrónomos desglosan todos los números de la creciente flota de satélites de la Tierra. Tener en cuenta los ángulos de visión, la altitud y el brillo los lleva a esta conclusión:
"Así, con 50k satélites, la" normalidad "será un cielo lleno de objetos artificiales: cada grado cuadrado del cielo tendrá un satélite que se arrastrará a lo largo de toda la noche de observación accesible y visible por cámaras astronómicas y no solo por instrumentos profesionales".
Según los autores, toda esta contaminación lumínica será un grave perjuicio para la observación astronómica. Reconocen que SpaceX está experimentando con un satélite "oscuro" que está pintado de negro para reducir la reflectividad.
Pero señalan que el 75 por ciento de la superficie del satélite son paneles solares, que obviamente no se pueden pintar. También señalan problemas al pintar un satélite negro:
"Si se inhibe que el cuerpo del satélite refleje la luz del sol, absorberá demasiado el calentamiento de la radiación con posibles fallas, lo que probablemente aumentará la gestión de riesgos para toda la flota y hará que la solución de recubrimiento oscuro sea ineficaz o incluso contraproducente".
Magnitud aparente de los satélites durante una noche de observación dependiendo de la altitud. (Gallozzi y col. 2020)
Luego está todo el problema de la interferencia de banda de radio.
"Incluso con los mejores procedimientos de recubrimiento y mitigación para disminuir el impacto en las observaciones astronómicas visuales, lo que a menudo se omite u olvida es que las constelaciones de telecomunicaciones brillarán en las bandas de longitudes de onda de radio, observables desde el suelo".
Hay décadas de acuerdos desde el comienzo de la era espacial que reservan ciertas frecuencias de radio para ciertos usos. Las frecuencias de ciertos átomos y moléculas en el espacio están reservadas para radioastronomía. Estos incluyen monóxido de carbono y sus isótopos, y H2O.
Los radioastrónomos ya tienen que lidiar con todo tipo de interferencias. Según los autores, esto empeorará mucho.
"Lo que no se reconoce ampliamente es que el desarrollo de las redes de telecomunicaciones de última generación (tanto desde el espacio como desde la Tierra) ya tiene un profundo impacto en las observaciones radioastronómicas (en todas las sub-bandas): con las flotas de satélites LEO es bastante seguro que la situación podría volverse insoportable ".
Luego está la cuestión de la legalidad, y qué organismos pueden autorizar el despliegue de constelaciones de satélites.
Los autores llaman nuestra atención sobre la declaración de 1994 de la UNESCO (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura).
Esa declaración dice:
"Las personas que pertenecen a las generaciones futuras tienen derecho a una Tierra no contaminada y sin daños, incluidos los cielos puros; tienen derecho a su disfrute como base de la historia humana de la cultura y los lazos sociales que hacen que cada generación e individuo sea miembro de una familia humana". "
El número de objetos alrededor de la Tierra está creciendo rápidamente. (Gallozzi et al., 2020)
Esa misma declaración de la UNESCO también dice "Aquí, el Patrimonio Mundial es propiedad de toda la humanidad, y aunque puede haber leyes protectoras, hacer cumplir esto es otra cuestión, ya que solo los Estados pueden demandar a otros Estados bajo este tipo de tratado internacional. Un Estado es responsable de las actividades que ocurren dentro de su jurisdicción, ya sean autorizadas o no autorizadas ".
Los tres astrónomos señalan que, dado que la FCC y otros organismos en los Estados Unidos han dado su aprobación a Starlink, también pueden detener Starlink. Incluso pueden estar obligados por el derecho internacional.
También mencionan el Tratado del Espacio Exterior y dicen: "Y el proceso legal es que el gobierno estatal, esta vez el gobierno de los Estados Unidos, es legalmente responsable de todos los objetos enviados al espacio exterior que se lanzan desde las fronteras de los Estados Unidos. Eso significa que es el Gobierno de EE. UU. Que es responsable del daño causado por su corporación, Starlink, al enviar objetos en órbita que causan daño ".
El documento llega a su fin señalando posibles acciones legales que la comunidad internacional podría tomar para detener las constelaciones de satélites.
Podrían demandar a la FCC porque en su aprobación no tuvieron en cuenta la contaminación lumínica, lo que viola la Ley de Política Ambiental Nacional. Esa ley requiere que cualquier agencia federal considere el impacto ambiental de los proyectos que aprueban. Los autores afirman que la FCC no consideró adecuadamente la contaminación lumínica de Starlink.
La comunidad internacional de astronomía podría "demandar en los tribunales por falta de jurisdicción y jurisprudencia de la FCC de los Estados Unidos para autorizar satélites privados no geoestacionarios sobre otros estados y naciones". Esto pone en tela de juicio el derecho de la FCC de autorizar incluso las constelaciones de satélites que viajan sobre otras naciones.
Luego está la Corte Internacional de Justicia (CIJ). Los tres autores dicen que la comunidad internacional podría demandar al gobierno de Estados Unidos en la CIJ "… para suspender más lanzamientos de Starlink para cuantificar la pérdida de las finanzas públicas en proyectos astronómicos nacionales e internacionales perjudiciales".
La comunidad internacional de astronomía inició una petición en enero de 2020. La comunidad quiere que se suspenda Starlink y otros, quieren que se establezcan protecciones legales para la observación astronómica y quieren limitar al mínimo el número de constelaciones de satélites.
"Todas estas solicitudes provienen de la sincera preocupación de los científicos que surgen de las amenazas de que se les prohíba acceder al pleno conocimiento del Cosmos y la pérdida de un activo intangible de incalculable valor para la humanidad", dicen los autores.
El espacio se está convirtiendo en un pantano legal a medida que pasa el tiempo. No está claro exactamente qué tipos de actividades se permitirán. Hace décadas, cerca del comienzo de la era espacial, se establecieron leyes y acuerdos para mantener las cosas bajo control.
Pero nadie previó nada como las constelaciones de satélites, y el marco legal que rige el espacio probablemente se verá sometido a una gran presión.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.