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CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/DeCam DELVE Survey

Espacio

Los satélites están arruinando la investigación astronómica

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Las megaconstelaciones con un número cada vez mayor de brillantes objetos en el espacio hacen casi imposible obtener una vista clara del cielo. Astrónomos de todo el mundo piden soluciones para minimizar su impacto y advierten que su presencia podría impedir la detección de asteroides rumbo a la Tierra

  • por Neel V. Patel | traducido por Ana Milutinovic
  • 07 Septiembre, 2020

La comunidad de astrónomos está alarmada. El creciente número de satélites que se mueven a través de la órbita terrestre baja hace que sea casi imposible obtener una vista clara del cielo. 

Y lo peor de todo es que la verdadera amenaza que estas megaconstelaciones representan para la comunidad astronómica apenas comienza a entenderse. Un reciente informe de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS, por sus siglas en inglés) concluye que "cambiarán fundamentalmente la observación astronómica" para las investigaciones ópticas y del infrarrojo cercano en el futuro. "Las imágenes nocturnas sin el paso de un satélite iluminado por el Sol ya no serán algo habitual", escriben los autores.

Los primeros satélites Starlink ya eran claramente visibles poco después de su lanzamiento el año pasado, y algunos observatorios vieron cómo sus imágenes del cielo nocturno acababan arruinadas. El jueves pasado, SpaceX lanzó su última flora de satélites Starlink, un conjunto de 60 que se unió a los 653 que la compañía ya ha lanzado desde mayo de 2019. Se espera que dentro de unos años toda la red esté compuesta por 12.000 satélites, con una posible expansión a 42.000.

Por su parte, después de un año de quiebra y nuevos propietarios, OneWeb, con sede en Londres (Reino Unido), acaba de obtener la aprobación de la FCC para lanzar 1.280 satélites con el fin de proporcionar servicios de banda ancha a los usuarios estadounidenses. La empresa propone una constelación que, con el tiempo, podría expandirse a 48.000 satélites. Amazon finalmente recibió la aprobación de su propuesta del Proyecto Kuiper para lanzar 3.236 satélites para su propio servicio de internet por satélite, y esto probablemente sea solo el inicio. La astronomía tal como la conocemos nunca volverá a ser la misma. 

"La visibilidad de los satélites Starlink de SpaceX realmente sorprendió a todos", explica la astrónoma de la Universidad Estatal de Michigan (EE. UU.) y antigua presidenta de la AAS, Megan Donahue. Aunque a muchas personas les encantó ver un tren de luces brillantes moverse por el cielo en una noche despejada, los astrónomos sabían que esas luces terminarían en forma de largas rayas blancas en las imágenes de sus telescopios, tapando las estrellas reales y los objetos celestes que intentaban observar. "Imaginar el cielo plagado de estos satélites es horroroso para los astrónomos", añade. 

Que un satélite obstaculice las imágenes astronómicas no es nada nuevo; ya pasa con los más de 2.600 satélites activos que dan vueltas alrededor de la Tierra. Pero según el director del Observatorio Lowell y coautor y editor del informe de la AAS, Jeff Hall, la gran mayoría de ellos son tenues, especialmente los de las altitudes muy elevadas. Si aparecen en la imagen, son puntos muy pequeños. Apenas plantean un problema. 

Pero como estas nuevas constelaciones se están implementando en órbitas más bajas, son mucho más brillantes, dejando largas rayas luminosas en las imágenes y, a veces, distorsionando otras partes de los datos. Y como hay tantos, tratar de mantenerlos fuera del campo de visión es casi imposible. En los viejos tiempos, tal vez una de las 100 imágenes debería desecharse por la interferencia de un satélite. Pero ahora, los astrónomos se enfrentan a la posibilidad de perder hasta dos tercios de sus datos por estos rastros de satélites. 

Los nuevos satélites LEO no afectan a todos los programas de astronomía de la misma manera. Hall, por ejemplo, lleva a cabo observaciones de espectrógrafos ópticos (las longitudes de onda de la luz emitida por una fuente) para medir variaciones muy específicas en estrellas individuales. Estas imágenes solo se verán afectadas si el satélite pasa justo delante del telescopio. 

Pero para los telescopios de próxima generación que son especialmente sensibles o realizan observaciones de campo amplio que analizan grandes franjas del cielo, Starlink y otras constelaciones representarán un problema enorme. Los observatorios que buscan objetos cercanos, como el Telescopio Panorámico y el Sistema de Respuesta Rápida (Pan-STARRS) de la Universidad de Hawái (EE. UU.), ya están encontrando imágenes arruinadas por los movimientos de los satélites Starlink. Si hay un asteroide en rumbo de colisión hacia la Tierra, es posible que ahora los datos estén demasiado corrompidos para lograr detectarlo con suficiente antelación para planificar una respuesta adecuada. 

El ejemplo más destacado es probablemente el Observatorio Vera C. Rubin en Chile (anteriormente conocido como el Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos), una instalación de miles de millones de euros diseñada para ayudar a los astrónomos a detectar señales ópticas e infrarrojas cercanas muy débiles. Se utilizará para mapear objetos pequeños que están lejos y buscar materia oscura y energía oscura. Las simulaciones sugieren que hasta un 30 % de las imágenes de Vera Rubin estarán plagadas de al menos un rastro de satélite Starlink cuando se complete la constelación. Centenares de investigaciones científicas basadas en estos datos podrían paralizarse, retrasando algunos descubrimientos durante varias generaciones.

Según Donahue, un objetivo ideal sería reducir el brillo de estos satélites en un factor de 100. Con este fin, el informe de la AAS describe varias posibles soluciones que se supone que serían prácticas tanto para los astrónomos como para los operadores de satélites. Por ejemplo, un nuevo software podría darles a los astrónomos un aviso cuándo y dónde se espera que pasen los satélites. Eso podría ayudarles a trabajar teniendo en cuenta esos momentos o incluso tapar la luz de los satélites durante la exposición, y también se podría usar en el procesamiento de imágenes para eliminar los rastros de los satélites en los datos. 

Para los operadores de satélites que buscan soluciones, también hay objetivos comerciales que deben considerar. Al fin y al cabo, la solución más rápida y eficaz sería dejar de lanzar más constelaciones, y eso resulta simplemente imposible. 

Una opción sería que los satélites sean menos reflectantes. SpaceX probó un prototipo de revestimiento "DarkSat" en un satélite de Starlink en enero, pero no logró reducir significativamente el brillo. Ahora, la empresa está instalando un parasol desplegable denominado VisorSat en todos sus satélites futuros, pero existe cierto debate entre los científicos sobre si se trata de una solución realmente efectiva.

Según Hall, uno de los mejores métodos sería ajustar la orientación del satélite en el espacio para que la superficie reflectante mire hacia el exterior, minimizando el brillo que se observa en los telescopios de la superficie. Y añade: "Lo he observado personalmente con algunos de los satélites SpaceX en los que han realizado ajustes de posición. Todavía se pueden ver al pasar, pero muy poco, son muy tenues".

Uno de los mayores conflictos con los que se enfrentarán los operadores de satélites será en torno a las altitudes de sus constelaciones. El fundador de OneWeb, Greg Wyler, ha argumentado que la constelación de su empresa tenía menos probabilidades de provocar colisiones de satélites gracias a su órbita más alta de 1.200 kilómetros. Mientras que Starlink busca cubrir el planeta con muchos más satélites orbitando a una distancia más cercana. Los satélites en órbitas más altas tienen una mayor ocupación de espacio de comunicaciones, que significa que cada uno puede cubrir más espacio de la Tierra. Eso podría reducir el número total de satélites en el cielo. 

Lamentablemente, como destaca el artículo de la AAS, cuanta más alta sea la órbita, más tiempo permanece el satélite en el campo de visión. Puede que su brillo sea algo menor, pero para todos los efectos, supone el mismo impacto negativo para las observaciones astronómicas, posiblemente durante toda la noche. El informe recomienda que las empresas se abstengan de crear constelaciones por encima de los 600 kilómetros de altitud. 

No obstante, afortunadamente, todas estas empresas son socios dispuestos a buscar soluciones al problema. El informe de la AAS contó con una amplia contribución tanto de SpaceX como de OneWeb. Hall afirma: "Creemos que lo que están haciendo es realmente genial, y ellos piensan que lo que hacemos nosotros es también genial. Así que tratamos de coexistir aquí".

Los astrónomos deben confiar en esta buena voluntad de los operadores de satélites. No existe ningún obstáculo técnico ni normativo para el lanzamiento de una constelación de satélites ultrabrillantes que impida muchos o la mayoría de los programas de astronomía. 

Hall y sus colegas planean abordar esta laguna regulatoria y presentar recomendaciones durante una nueva ronda de talleres que comenzará la próxima primavera. Y esperan que SpaceX y las demás empresas también cooperen en ese terreno. Los operadores de satélites de todo el mundo tienen un interés en evitar el caos absoluto que podría surgir si todos tuvieran carta blanca para lanzar lo que quisieran al espacio. 

Hall concluye: "Se trata de recomendaciones de normativas que tendrán que ir a las Naciones Unidas. Es un problema internacional. Y tendrá que resolverse dentro del ámbito de un organismo internacional". Sin embargo, cuándo la ONU y sus países miembros adoptarán y harán cumplir tales reglas, es una cuestión completamente diferente.

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