El lunes (2 de octubre), científicos de la Unión Astronómica Internacional anunciaron que uno de los objetos más brillantes visibles en el cielo nocturno no es una estrella ni un planeta, sino el prototipo de satélite BlueWalker 3.
“Es inaceptablemente brillante para muchos observadores del cielo en todo el mundo”, dijo Meredith Rawls, coautora de un artículo sobre el hallazgo y miembro del Centro de la IAU para la Protección del Cielo Oscuro y Silencioso contra las Interferencias de las Constelaciones de Satélites (IAU CPS). dijo a Space.com.
Como parte de un ambicioso sistema de comunicaciones 5G desarrollado por la empresa AST SpaceMobile, BlueWalker 3 parece absolutamente luminoso desde nuestro punto de vista en la Tierra porque, además de un adaptador de vehículo de lanzamiento (LVA), posee una estructura masiva conocida como Phased-Array. antena. De hecho, BlueWalker 3 se considera el sistema de antena comercial más grande jamás desplegado en órbita terrestre baja; se lanzó allí en septiembre de 2022.
Y ese espejo pronto podría tener compañía. AST dice que prevé alrededor de 90 satélites similares deambulando por los cielos en un futuro cercano para formar lo que los expertos llaman una “constelación de satélites”, aunque un portavoz de AST dijo a Space.com que, por el contrario, se espera que otras constelaciones similares requieran miles de satélites para alcanzar sus objetivos de cobertura.
“Estamos construyendo la primera y única red de banda ancha celular basada en el espacio diseñada para conectar sin problemas los teléfonos inteligentes cotidianos”, dijo el portavoz de AST a Space.com. “Al conectar a las personas, nuestro objetivo es aliviar la pobreza, estimular el desarrollo económico, fomentar una sociedad digital diversa y salvar vidas”.
Naturalmente, sin embargo, este prototipo de satélite ultrabrillante ha abierto la puerta a preocupaciones sobre si nuestro cielo nocturno está en camino de estar plagado de demasiadas estrellas artificiales, especialmente porque no es una situación aislada. Los satélites Starlink de SpaceX, por ejemplo, ya han suscitado un debate similar. Un futuro así no sólo podría ser inquietante para los observadores de estrellas, sino que también representa una amenaza para el trabajo de los astrónomos.
Esto se debe a que el brillo excesivo en el cielo creado por el hombre impacta directamente las observaciones astronómicas, tanto de radio como ópticas.
“Este satélite fue lanzado sin mucha consideración de su impacto en la astronomía”, dijo a Space.com Siegfried Eggl, coautor del estudio y miembro de la IAU CPS. “La IAU CPS busca cambiar eso y trabajar en soluciones junto con la industria espacial”.
En particular, a los astrónomos les preocupa cómo afectará BlueWalker 3 a los estudios realizados durante las horas del crepúsculo.
“Estas observaciones miran hacia el interior del sistema solar y, por lo tanto, necesitan que el sol esté justo debajo del horizonte”, dijo a Space.com Jeremy Tregloan-Reed, coautor del estudio y miembro de IAU CPS. “Uno de estos tipos de observación busca objetos cercanos a la Tierra y proporciona una alerta temprana sobre posibles asteroides en curso de colisión con la Tierra. Por lo tanto, estos satélites podrían obstaculizar cualquier intento de alerta temprana y, por lo tanto, impedirnos protegernos de una extinción. impacto de nivel.”
El más brillante de todos
Aunque todos los satélites reflejan la luz solar y tienen el potencial de ser disruptivos, incluidos los miles de satélites de conexión a Internet Starlink que actualmente brillan en la órbita inferior de la Tierra (con muchos más por venir), así como el esfuerzo OneWeb, que tiene más de 600 en la región, ” BlueWalker 3 es el más brillante de todos”, dijo Rawls, “por una cantidad significativa”.
“La buena noticia es”, continuó, “los astrónomos han establecido diálogos con cada una de estas empresas, se han logrado avances significativos hacia la mitigación del oscurecimiento y hay nuevos acuerdos de coordinación con la Fundación Nacional de Ciencias”.
Pero los astrónomos sostienen que se necesita mucho más trabajo en toda la industria. “En el caso de SpaceX y la constelación Starlink, todos quedaron sorprendidos por lo brillantes que eran”, dijo Tregloan-Reed. “Tres años después y después de muchos informes de los medios sobre el brillo de tales constelaciones LEO y su impacto en el cielo nocturno, estamos viendo compañías como Amazon Kuiper que están desarrollando diseños de mitigación y trabajando con astrónomos antes del lanzamiento, mientras que otras compañías como AST SpaceMobile parece considerar el problema del brillo como una ocurrencia tardía”.
El portavoz de AST señaló que la compañía es consciente de los problemas de brillo de BlueWalker 3 y está trabajando para abordarlos empleando una lista de estrategias que incluyen la colaboración con la NASA y otros grupos de astronomía, colocando antenas de entrada a una distancia considerable de zonas radio silenciosas vitales para la astronomía. y el uso de maniobras de vuelo basculantes que reducen la magnitud aparente.
Según el portavoz, AST también tiene la intención de equipar sus satélites de próxima generación con materiales antirreflectantes y compartir datos de ubicación detallados para ayudar a los astrónomos a planificar sus observaciones. Sin embargo, Rawls sugiere que se deberían implementar regulaciones más claras porque la coordinación con la NSF, por ejemplo, sólo se aplica a los lanzamientos con base en Estados Unidos.
En la práctica, tampoco hay límite, dijo, sobre cuántos satélites puede lanzar u operar una empresa.
Eclipsando a las estrellas
Para llegar a sus conclusiones sobre el impacto de BlueWalker 3 en la astronomía y la visibilidad del cielo nocturno, los investigadores llevaron a cabo una campaña internacional para recopilar datos de observación del cielo de observadores de estrellas tanto aficionados como profesionales de todo el mundo. Esto incluyó estadísticas de Estados Unidos, Marruecos, Chile, Aotearoa, Nueva Zelanda, México y Países Bajos. Según el estudio, las observaciones visuales realizadas antes del lanzamiento de BlueWalker 3 indicaron que el satélite sería “particularmente brillante”, pero no fue hasta después del despliegue que los científicos pudieron ver realmente el impacto.
Una vez que el conjunto de antenas de BlueWalker 3 estuvo totalmente desplegado en el espacio, su brillo alcanzó una magnitud máxima de aproximadamente 0,4. En este sistema de magnitud centenario, los números más pequeños son más brillantes que los números más grandes: un objeto de magnitud 0 es 100 veces más brillante que un objeto de magnitud 5. Los objetos súper brillantes pueden incluso convertirse en negativos (una luna llena tiene una magnitud de alrededor de -12,6, mientras que el sol brilla alrededor de una magnitud de -27).
A modo de contexto, la mayoría de las constelaciones de satélites que podemos ver en el espacio tienen magnitudes entre 4 y 6, afirma el estudio, comparando la magnitud de 0,4 de BlueWalker 3 con las estrellas Procyon y Achernar. Estos cuerpos estelares nos aparecen en la Tierra como las estrellas más brillantes de las constelaciones de Canis Minor y Eridanus, respectivamente.
Dejando a un lado el conjunto de antenas gigantes, incluso el adaptador del vehículo de lanzamiento del satélite pareció alcanzar un brillo de aproximadamente magnitud 5,5, que según el equipo es cuatro veces más brillante que la recomendación actual de la Unión Astronómica Internacional de magnitud 7. En parte, esta recomendación se basa en una nivel de brillo que se espera que sea particularmente desafiante para las observaciones con la cámara LSST del Observatorio Vera C. Rubin cuando comience su estudio de una década del cielo austral el próximo año, entre otras cosas.
“Más débil que este límite permitiría el uso de software como la IA para eliminar el satélite de una imagen mientras se recuperan los datos astronómicos subyacentes, o al menos enmascarar los píxeles afectados”, dijo Tregloan-Reed. “Por encima de este límite significa que lo más probable es que el satélite saturará los píxeles, haciendo imposible recuperar los datos debajo del satélite”.
BlueWalker 3 es 400 veces más brillante que ese objetivo.
“En este momento, prácticamente todos los satélites de las constelaciones son más brillantes que la recomendación de séptima magnitud establecida por la IAU”, dijo Eggl. “Entonces, en cierto sentido, todos ellos son preocupantes. Su efecto agregado sobre el brillo del cielo es otra cuestión más”.
Los satélites Starlink, por ejemplo, son individualmente sólo un 0,7% más brillantes que BlueWalker 3 (sí, todavía son visibles a simple vista en el cielo nocturno), pero SpaceX desea crear una constelación de unos 40.000 de ellos, Tregloan-Reed. dijo: “El impacto general, particularmente en el brillo del cielo, es preocupante”.
¿Ahora que hacemos?
En última instancia, el objetivo del trabajo del equipo es llamar la atención sobre este tema en un esfuerzo por alentar tanto a los científicos como a los ingenieros de satélites a pensar en cómo proteger nuestros cielos oscuros.
Los fabricantes de satélites deberían encontrar formas de mitigar el brillo que estos módulos emiten en la órbita terrestre baja, dice el equipo, pero las instalaciones de telescopios también deberían considerar formas de solucionar el problema del brillo. “Por un lado, los astrónomos tienen mucha experiencia en el manejo del ‘ruido’ en nuestros datos”, dijo Rawls, pensando en señales no deseadas de la luz de la luna, la electrónica de las cámaras, las nubes y la contaminación lumínica terrestre, por ejemplo.
Entonces, BlueWalker 3 es solo una fuente más de ruido con la que lidiar.
Rawls también mencionó que los científicos ya están desarrollando varias herramientas para combatir el problema, como los conocidos como canales de análisis de imágenes, programas de identificación de rayas y algoritmos de programación de telescopios.
“Por otro lado”, añadió, “construir todas estas herramientas requiere recursos reales y no sería necesario si el cielo no se estuviera llenando de satélites brillantes a un ritmo sorprendente”.
Tregloan-Reed también sugirió algunas soluciones para que las consideren los ingenieros de satélites, una de las cuales es bastante interesante. Básicamente, el concepto exige reflejar el mercado satelital con el mercado energético, donde los consumidores pueden seleccionar qué proveedor de energía desean utilizar basándose en las credenciales ecológicas de los proveedores.
Por ejemplo, los operadores de satélites pueden anunciar que su constelación de satélites tiene el menor impacto en el cielo nocturno, lo que se espera ayude a los consumidores a tomar decisiones más informadas sobre cuál de los servicios de estas constelaciones, si corresponde, desean utilizar. Otra idea sería centrarse en la órbita geoestacionaria en lugar de la órbita terrestre baja para las constelaciones de satélites.
“Si BlueWalker 3 se colocara en GEO a una altitud de 35.000 kilómetros en lugar de los 500 kilómetros actuales, instantáneamente alcanzaría el 0,02% de su brillo actual, un orden de magnitud más débil que el límite de séptima magnitud establecido por la IAU”, dijo. .
Para comenzar a ayudar a los astrónomos a evitar el ruido en sus datos, el equipo también se aseguró de investigar cómo cambiaban los niveles de brillo de la matriz de BlueWalker 3 dependiendo de la ubicación del satélite. Potencialmente, esto podría ayudar a los observatorios a planificar cómo realizar investigaciones astronómicas en un futuro en el que el cielo nocturno esté abrumado por una abundancia de luz artificial.
“La mayoría de las superficies son naturalmente reflectantes hasta cierto punto, y es difícil predecir con precisión de antemano el tipo de reflexión y su brillo en varios lugares de la Tierra”, dijo Rawls. “No es necesariamente algo en lo que uno pensaría cuando se sienta a diseñar un satélite”.
“Preservar los cielos oscuros tiene que ser una prioridad para que se desarrollen, prueben e implementen mitigaciones del oscurecimiento”.
El artículo fue publicado el 2 de octubre en la revista Nature.
Con información de Space.com
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