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31 de Agosto de 2020
Astronomía

Cómo las «megaconstelaciones» de satélites contaminarán luminosamente las imágenes astronómicas

El informe más detallado realizado hasta ahora sobre las consecuencias de los cúmulos gigantes de satélites dice que el perjuicio para las observaciones astronómicas es inevitable, pero ofrece algunas formas de mitigarlo.

SpaceX lanzó en mayo de 2019 sesenta satélites Starlink (a los que aquí se ve apilados, a la espera del despliegue de la flota) [SpaceX].

Las «megaconstelaciones» de satélites que se irán poniendo con cada vez mayor abundancia en órbita alrededor de la Tierra contaminarán los datos que toman los astrónomos y alterarán profundamente la vista que los seres humanos tenemos del cielo nocturno. Esta es la conclusión del estudio más detallado efectuado hasta ahora de cómo afectarán esas redes de satélites lanzadas por empresas como Amazon y SpaceX a las obervaciones astronómicas realizadas desde la Tierra.

Desde la perspectiva de un telescopio que mira al cielo, los satélites, que reflejarán la luz solar, se verán como rayas luminosas. Estas rayas interferirán las observaciones astronómicas, las que estudian cuestiones fundamentales de la física y de la cosmología, o los planetas de fuera del sistema solar y los asteroides que amenazan a la Tierra. «Habrá fenómenos que no se podrán descubrir por culpa de unas interferencias considerables», dice un informe del 25 de agosto, de la Sociedad Astronómica Internacional y de NOIRLab, una organización conjunta de varios observatorios estadounidenses costeada por la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF).

Los astrónomos pueden dar algunos pasos para reducir las consecuencias, como programar las observaciones de modo que se eviten los momentos en que los satélites pasen por delante, o trabajar con los operadores de los satélites para que creen versiones menos reflectoras. Pero los satélites que vuelan a gran altura y captan la luz solar plantean un problema especial, según el informe.

«Una constelación así de satélites no tiene donde esconderse en la noche», dice Tony Tyson, físico de la Universidad de California, Davis.

Daño inevitable

Se espera que en los próximos años se lancen decenas de miles de satélites que ofrecerán Internet de banda ancha a gente de todo el mundo. SpaceX, empresa aeroespacial de Hawthorne, California, ya ha lanzado más de 650 satélites Starlink, de 12.000 que tienen planeados. Otros operadores son OneWeb, de Londres, que ha lanzado 74 satélites que formarán parte de la que se espera que sea una gigantesca flota de 48.000 satélites, y Amazon, que el mes pasado recibió del Gobierno de Estados Unidos la aprobación para lanzar los 3236 satélites del proyecto Kuiper.

SpaceX, OneWeb y Amazon han mantenido conversaciones con los astrónomos para ver el modo de mitigar el brillo de sus satélites. Los científicos solo cayeron en la cuenta del problema en junio de 2019, cuando SpaceX lanzó su primer grupo de Starlinks. Los astrónomo llevan desde entonces intentando determinar la gravedad del problema y qué se podría hacer al respecto. El informe es la evaluación más técnica realizada hasta la época. Describe el resultado de un seminario que tuvo lugar en junio donde participaron astrónomos, operadoras de satélites, amigos de los cielos oscuros y otros intervinientes.

La única forma de evitar todo perjuicio para los telescopios de luz visible e infrarroja instalados en tierra sería que no se lanzase ningún satélite, dice Connie Walker, la astrónoma de NOIRLab que copreside el equipo que escribió el informe.

Las megacostelaciones de satélites crean rayas luminosas que cruzan las imágenes astronómicas. Aquí se ven al menos 19 de esas rayas, que los astrónomos de NOIRLab atribuyen a los satélites Starlink [CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/Sondeo DECarm DELVE].

Los astrónomos, como muchas de las megaconstelaciones ya están aprobadas y de algunas ya se están lanzando satélites, quieren ver cómo evitar las rayas brillantes. Los más perjudicados son los sondeos del cielo de campo ancho, sobre todo los que hará el Observatorio Vera C. Rubin, un telescopio de 8,4 metros que construye la NSF en la cima del Cerro Pachón, en Chile, y cuyo director científico es Tyson. A partir de 2022 tomará imágenes de campo ancho que cubrirán todo el cielo visible cada pocos días durante diez años para formar una imagen del cambio del universo con el tiempo.

Las horas a las que peores son las rayas para las observaciones en tierra son las del amanecer y el ocaso, cuando los satélites reciben el resplandor solar y no están todavía en la sombra de la Tierra. Perjudica las investigaciones que se hagan a esas horas, por ejemplo las de la búsqueda de asteroides cercanos a la Tierra. Según unas simulaciones que se publicaron a principios de este año y que se han tenido en cuenta en las conclusiones del nuevo informe, podrían quedar afectadas entre el 30 y el 40 por ciento de las exposiciones que se hagan con el observatorio Rubin alrededor del crepúsculo y de la salida del Sol.

El problema es particularmente peliagudo con los satélites que orbitan a grandes altitudes (a más de 600 kilómetros del suelo) y están fuera de la sombra de la Tierra y resultan visibles toda la noche en ciertos lugares, según el informe. La proyectada megaconstelación de OneWeb, que orbitaría a 1200 kilómetros de altura sobre la Tierra, cae en esa categoría.

Reducción de rayas

Los representantes de OneWeb se han reunido con la Sociedad Astronómica Americana para hablar de la mitigación del problema. La agencia espacial del Reino Unido, que forma parte de un consorcio que adquirió OneWeb cuando la empresa se declaró en bancarrota a mediados de este año, mantiene conversaciones parecidas con la Real Sociedad Astronómica. Amazon ha estado también hablando con representantes de la comunidad astronómica acerca de qué se podría hacer.

No hay normas nacionales o internacionales relativas al grado de brillo u oscuridad de los satélites. El informe recomienda que los astrónomos y los operadores de los satélites sigan cooperando para idear métodos que evalúen y reduzcan el brillo de los satélites.

SpaceX se encuentra en esto en la primera línea de fuego, sobre todo porque fue la primera compañía que lanzó muchos satélites de esa naturaleza. El grupo más reciente de Starlinks se lanzó el 18 de agosto: están planeados cinco lanzamientos más, cada uno con unos sesenta satélites, a lo largo de lo que queda de año. Alrededor del ocaso, cuando la constelación entera de unos 12.000 Starlinks haya sido puesta en órbita, se podrá inmediatamente ver a cientos de ellos cuando se mire al cielo en un lugar oscuro.

Uno de los primeros pasos que dio SpaceX para reducir la visibilidad de los satélites fue orientarlos en una dirección diferente a poco del lanzamiento de modo que reflejasen menos luz solar hacia el suelo. La compañía pintó también uno de los Starlink de negro y lo lanzó en enero para ver si servía de algo. Pero la pintura negra hizo que el satélite fuese térmicamente «caliente», lo que deterioró su capacidad de efectuar operaciones de Internet, decía Patricia Cooper, vicepresidenta de SpaceX para asuntos relativos al control de los satélites, en un reciente webinario (seminario en línea). Por eso, en abril, SpaceX, empezó a lanzar Starlinks con una sombrilla que bloqueaba la luz solar que, en caso contrario, se habría reflejado en las antenas, que son la principal fuente de brillo una vez que los satélites han alcanzado sus posiciones finales.

Por ahora, solo uno de esos Starlink «VisorSat» ha terminado el viaje hasta su órbita definitiva, a 550 kilómetros sobre la Tierra. Astrónomos aficionados han informado de que parece que la sombrilla ha hecho al Starlink menos brillante. Pero los astrónomos siguen esperando nuevas confirmaciones de que las modificaciones tienen un efecto significativo, dice Meredith Rawls, astrónoma de la Universidad de Washington en Seattle. Pese a ello, SpaceX está lanzando ahora todos los Starlinks con sus viseras solares.

Los astrónomos podrían evitar algunas de las rayas de los satélites programando sus observaciones para momentos que caigan alrededor de que un satélite los sobrevuele o mediante programas informáticos de limpieza de imágenes que eliminen la contaminación. Pero lo primero requiere una información muy precisa aportada por los operadores sobre la situación de un satélite en cualquier instante, y, lo segundo, no puede restaurar la ciencia fundamental perdida en los píxeles eliminados, dice Tyson.

Las megaconstelaciones de satélites pueden interferir las observaciones de los radiotelescopios terrestres y contribuir a la congestión del espacio. NOIRLab y la Sociedad Astronómica Americana tienen previsto que se celebre el año que viene un seminario donde se evalúen cuestiones de política y regulación concernientes a esas megaconstelaciones.

El grupo asesor JASON, un influyente y secretista grupo de científicos e ingenieros estadounidenses, también trabaja para el NSF en el problema de las megacostelaciones y la astronomía.

Alexandra Witze / Nature News

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group

Referencia: «Impact of Satellite Constellations on Optical Astronomy and Recommendations Toward Mitigations», de C. Walker et al., informe del seminario SATCON1.

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