Enjambres de satélites amenazan el cielo nocturno
Los Satélites artificiales amenazan el cielo ¿Es la órbita terrestre baja el próximo gran crisol de conflicto ambiental?
El 19 de diciembre de 2019, Tony Tyson, físico experimental de la| de la Universidad de California La única universidad pública de investigación de clase mundial para, por y de California. (universityofcalifornia.edu)), Davis, se unió a una conferencia telefónica con el multimillonario Elon Musk que ayudó a dar forma al destino de las noches estrelladas en la Tierra.
La llamada fue cordial pero tensa. Siete meses antes, la compañía de Musk, SpaceX, había transmitido en vivo una transmisión de 60 satélites que se dirigían al espacio desde la bahía de uno de los cohetes de la empresa. Los satélites, la primera ola triunfal de un proyecto llamado Starlink, se construyeron para transmitir Internet de banda ancha a todos los rincones del mundo. Pero cuando los satélites comenzaron a dar vueltas alrededor de la Tierra, la gente que miraba hacia arriba en la noche vio una cadena de perlas relucientes tan brillantes como las estrellas en la Osa Mayor.
Esas cinco docenas de satélites fueron solo el comienzo
Starlink ya tenía permiso para lanzar 12.000 satélites, aproximadamente seis veces la cantidad de satélites activos en órbita. Al año siguiente, la empresa sumó otros 30.000. Otras compañías respaldadas por multimillonarios, Project Kuiper de Jeff Bezos y OneWeb, financiada en parte por Richard Branson, estaban planeando enjambres de Internet espacial comparables, lo que llevó a pronósticos de la industria de más de 100,000 satélites en órbita para fines de la década de 2020. En las mejores condiciones para observar las estrellas, los ojos humanos pueden percibir unas 3000 estrellas titilantes en lo alto; si los satélites planeados terminaran tan brillantes como los primeros Starlinks, llenarían las futuras noches de verano con un número comparable de puntos rastreros. Enjambres de satélites amenazan el cielo nocturno
Casi de la noche a la mañana, se abrió una nueva arena de conflicto ambiental
Los astrónomos no fueron los únicos que vieron una amenaza existencial. Los ecologistas, los aficionados a la observación de estrellas y los líderes indígenas que trabajan para revivir las tradiciones astronómicas vieron una afrenta a los menguantes cielos oscuros del planeta, un acto tan vandalista como grabar iniciales en el tronco de un árbol, frente al mundo entero. “Desde un punto de vista cultural, es una profanación”, dice Rangi Mātāmua, astrónomo cultural maorí de la Manawatu campus – Massey University
Para Tyson, lo que estaba en juego era más limitado y más personal, pero no menos terrible. En 1996, cuando trabajaba en Bell Labs, concibió un telescopio de campo amplio capaz de empapar todo el cielo hasta el borde del universo visible todas las noches. Ese esfuerzo se convirtió en un proyecto de $ 700 millones apoyado por la National Science Foundation (NSF), uno que impulsaría las cámaras de dispositivos de carga acoplada (CCD), una tecnología ganadora del Premio Nobel inventada al final del pasillo de la oficina de Bell Labs de Tyson, a su máximo potencial. .
Cuando los primeros Starlinks dieron la vuelta al planeta, un equipo de construcción en los Andes chilenos acababa de entregar el espejo principal de lo que ahora se llama el Observatorio Vera C. Rubin, programado para abrir sus contraventanas al universo en los próximos años. “Todo fue feliz y agradable con nuestras cabezas enterradas bajo la arena”, dice Tyson. Enjambres de satélites amenazan el cielo nocturno
Pero Tyson y sus colegas comprendieron rápidamente la amenaza. En el laboratorio, simularon rayas de satélite sobre la cámara de 3,2 gigapíxeles del tamaño Volkswagen de Rubin. Los investigadores encontraron que cada satélite fotobombardero causaría no solo una racha inútil de píxeles, sino una serie de ecos fantasmales. Sí, se podría escribir un código para desviar la mirada del telescopio cuando un satélite cruzara, pero a medida que el número de satélites en el cielo pasaba de los 10,000, comenzarían a entrometerse en cada exposición. Los enjambres interferirían no solo con el Rubin, sino con cualquier otro estudio de campo amplio de materia oscura, energía oscura, cometas interestelares y transitorios en llamas como las supernovas. Los satélites también confundirían los esfuerzos para encontrar asteroides potencialmente peligrosos. Esas búsquedas deben realizarse alrededor del crepúsculo, exactamente cuando los satélites son más visibles.
Poco después de que comenzaran los lanzamientos, abogados y activistas se involucraron, haciendo preguntas directas sobre si el espacio cercano a la Tierra, que alguna vez fue el dominio de naciones y ejércitos, ahora abierto a empresas y multimillonarios, era un bien común ambiental que necesitaba protección, como un bosque o río. Ejecutivos como Musk retrocedieron, argumentando que la banda ancha global sería una bendición para las comunidades pobres y aisladas desesperadas por oportunidades en línea. Pero Tyson, al menos por el momento, quería evitar el conflicto público. Envió un correo electrónico a un antiguo contacto en SpaceX, con la esperanza de hablar de ingeniero a ingeniero como lo habría hecho en sus días de Bell Labs.
Y así fue como Tyson y varios colegas se encontraron hablando por teléfono con el propio Musk, negociando el primer capítulo de una disputa ambiental en curso sobre quién decide exactamente el futuro del cielo. Según otras personas en la llamada, Musk dijo que si los astrónomos fueran inteligentes, simplemente colocarían sus telescopios en el espacio, donde la visión era mejor de todos modos. Pero hacer eso costaría 10 o 100 veces más, respondieron los astrónomos, y si SpaceX fuera inteligente, sus ingenieros podrían resolver el problema del brillo del satélite a bajo costo.
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Tyson, al explicar las necesidades técnicas del detector Rubin, presionó para atenuar los satélites en un factor de 30 o incluso 100, y Musk se resistió a esta última cifra. Pero al final de la conversación, Musk se dirigió a algunos ingenieros de SpaceX en la llamada. “Arregle esto”, dijo.
EL SUEÑO DE INTERNET SATELITAL
Ha venido y se ha ido antes. En la década de 1990, empresas como Globalstar e Iridium comenzaron a vender teléfonos satelitales que funcionaban prácticamente en cualquier lugar de la Tierra, y Teledesic recaudó más de mil millones de dólares para la banda ancha satelital global. Pero una a una las empresas se fueron a la quiebra, y cuando Teledesic cerró, en 2002, su único prototipo se había quemado en la atmósfera.
Más de una década después, el costo de construir y colocar un satélite había caído drásticamente, lo que inspiró una ola de esquemas de Internet espacial respaldados no solo por multimillonarios, sino también por el gobierno chino. A diferencia de los satélites tradicionales de Internet (balizas grandes y costosas ubicadas en una órbita geoestacionaria profunda), los satélites de estas “constelaciones” pasarían rápidamente a altitudes mucho más bajas. Se necesitarían muchos más satélites para garantizar que uno siempre estuviera por encima de un punto determinado del suelo. Pero órbitas más bajas también significarían tiempos de retraso más cortos, con señales que suben y bajan en milésimas de segundo, mejor para necesidades tan diversas como clases en línea, respuesta de emergencia, videojuegos competitivos, negociación de acciones y comunicaciones militares. Enjambres de satélites amenazan el cielo nocturno
Un viernes de enero de 2015, Musk subió al escenario en una gala solo por invitación en Seattle para anunciar la nueva sede de Starlink, que pronto se inaugurará en la cercana Redmond, Washington. Allí, los ingenieros recrearían la infraestructura de Internet de arriba hacia abajo.
Un primer paso
Fue un primer paso, dijo Musk, hacia un objetivo personal más grande: hacer de la humanidad una especie multiplanetaria. Cuando alguien preguntó cuánto costaría el servicio, dijo que no podía ser gratuito, porque el objetivo también era generar suficientes ingresos para pagar una ciudad en Marte.
Solo un portero se interpuso en el camino de Musk. Los satélites necesitan licencias de agencias nacionales, como la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU., Que regula las transmisiones de radio y coordina a nivel internacional. Ese sistema gobierna el cielo de la radio como un bien común global, pero impone pocas otras limitaciones. La FCC, por ejemplo, solo requiere que los satélites desaparecidos salgan de la órbita terrestre baja dentro de los 25 años posteriores al final de una misión, a través de la desorbitación natural o intencional a la atmósfera, donde se queman.
Sin embargo, los reguladores comienzan a revocar las licencias si una empresa no despliega sus satélites aprobados a tiempo. Los críticos dicen que la práctica incentiva a las corporaciones a seguir una estrategia de “fallar rápido, fallar a menudo” al estilo de Silicon Valley. En Starlink, “Se habló mucho sobre cómo, financieramente, podríamos hacer que esto suceda, y cómo diablos se lanzan tantas cosas”, dice un ex miembro del equipo. “Se habló muy poco sobre esto como un problema moral o ético o incluso simplemente como un problema de colisión”.
Esos problemas de colisión pronto se enfocaron
En 2017, Hugh Lewis, un investigador de astronáutica de la Universidad de Southampton, informó simulaciones que mostraban que si incluso una pequeña fracción de los satélites perdían su capacidad de maniobra mientras estaban en órbita, los riesgos de colisión se dispararían y eventualmente causarían granizadas de nuevos escombros. Para abordar esas preocupaciones, Starlink empujó su constelación por debajo de los 600 kilómetros, donde los satélites gastados caerían fuera de órbita rápidamente. Pero un accidente allí todavía podría asfixiar la órbita terrestre baja con desechos peligrosos durante años, dice Lewis. “Si te equivocas, el entorno espacial no se olvidará”.
Pocos astrónomos ópticos estaban prestando atención a la amenaza que se avecinaba. En el siglo anterior, se habían enfrentado al resplandor de las luces de la ciudad cada vez más brillantes colocando grandes telescopios en las cimas de las montañas remotas. La contaminación lumínica le había costado a las cuatro quintas partes de los norteamericanos y una tercera parte del mundo su visión de la Vía Láctea. Pero el problema era local, cuando era un problema. Los astrónomos lo negociaron con las comunidades adyacentes, no con las empresas de tecnología que repartían las frecuencias de radio del planeta. “No leo las presentaciones de la FCC con fines de entretenimiento”, dice Tyson. “A fin de cuentas, mi mal”.
INCLUSO ANTES DEL EDICTO DE MUSK
Para solucionar el problema, los ingenieros de SpaceX habían comenzado una colaboración con el grupo Rubin. “Todo lo que querían de mí en ese momento era un número”, dice Tyson. ¿Cuánto más tenue los satélites tendrían que volverse?
Los astrónomos miden el brillo utilizando un sistema llamado magnitudes aparentes, atribuido al antiguo erudito griego Hiparco, en el que números más grandes corresponden a objetos más débiles. Los primeros Starlinks comenzaron aproximadamente en la primera o segunda magnitud, visibles incluso desde una ciudad. A medida que se establecieron en sus órbitas a largo plazo, más arriba, se desvanecieron a la cuarta o quinta magnitud, aún visible desde algunos suburbios. Por el contrario, una exposición de Rubin de 15 segundos podría captar galaxias distantes en magnitud 24, más débil por un factor de aproximadamente 40 millones. Enjambres de satélites amenazan el cielo nocturno
Tyson y su equipo no pidieron tanto atenuación. En séptima magnitud, dice Tyson, las señales electrónicas errantes causadas por un pase de Starlink sobre el Rubin serían manejables. Y la séptima magnitud importaba para otro tipo de detector, uno con implicaciones globales, concluyó un comité de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS) sobre contaminación lumínica. “Por Dios, ese es el límite de la visión humana”, dice Tyson. “Eso es pura coincidencia”.
Mientras los astrónomos convergían en ese número tan importante, los ingenieros de Starlink estaban trabajando. A medida que la luz del sol cae sobre el planeta, la Tierra proyecta al espacio una sombra ahusada en forma de cono. Cualquier cosa grande que pase volando por el borde de ese cono de la noche puede dispersar los rayos del sol hacia las personas o los observatorios que ya están en la oscuridad. Y los satélites de Internet, que transmiten señales potentes desde superficies planas y reflectantes de antenas de radio, tienden a ser grandes. Los primeros Starlinks fueron especialmente malos, con paneles solares de 10 metros de largo y superficies blanquecinas. Enjambres de satélites amenazan el cielo nocturno
Para una primera prueba, los ingenieros de Starlink lanzaron un satélite, pintado con una capa menos reflectante. Esa superficie más oscura atenuó el satélite, pero también absorbió demasiado calor. En abril de 2020 anunciaron ajustes alternativos. Durante el período más brillante después del lanzamiento, todos los satélites ahora rodarían sobre sus lados para presentar una superficie menos reflectante. Cada satélite también se construiría con una visera solar, reduciendo aún más los reflejos.
Las viseras ayudaron. De los casi 1700 Starlinks ahora en órbita, más de 1000 tienen sombrillas. Pat Seitzer, miembro del comité de contaminación lumínica de AAS, estima que la mayoría aparece entre la magnitud seis o 6.5, no del todo en el objetivo de séptima magnitud, pero alrededor de un tercio a un cuarto de brillante como el primer Starlinks. “[SpaceX] realmente ha establecido el estándar”, dice. Seitzer se siente aliviado, aunque dice que a algunos astrónomos y defensores del cielo oscuro no les gustó la decisión del comité de colaborar con SpaceX. “Varios de nosotros fuimos comparados con Neville Chamberlain, por haber vendido a la comunidad astronómica”.
Los astrónomos todavía están luchando por cuantificar cuánto afectarán los enjambres completados a los telescopios de campo amplio, asumiendo que los competidores de Starlink también atenúen sus satélites. La bandada completa de Starlink podría terminar estropeando tan solo el 1% de los datos de Rubin tomados en el crepúsculo, y los algoritmos pueden limpiar los píxeles dañados para eliminar algunos rastros brillantes. Pero las imágenes corregidas algorítmicamente podrían, a su vez, sesgar los estudios de materia oscura y energía oscura, dos entidades desconocidas que dominan el universo a gran escala, que dependen de la medición de fluctuaciones diminutas en imágenes completas. Y a los astrónomos de Rubin les preocupa aún más que las rayas y los destellos de los satélites que pasan puedan imitar los misteriosos eventos transitorios que Rubin fue diseñado para descubrir: destellos inesperados que duran segundos o minutos.
“No me importa que mi carrera se vea afectada de alguna manera por esto”, dice Meredith Rawls, astrónoma de la Universidad de Washington, Seattle, que ha liderado los esfuerzos para mitigar los efectos de los satélites en los datos. “Pero realmente me encantaría que los futuros estudiantes de posgrado en astronomía no tuvieran que tener esta madriguera”.
La perspectiva empeora si la tendencia futura de Starlinks es más brillante o si las otras compañías no intentan limitar el brillo. Ninguno ha tenido discusiones comparables con los astrónomos. “Mi esperanza era que fuera tan obvio que avergonzaría a todas las demás industrias para que cumplieran”, dice Tyson sobre su trabajo con Starlink. Últimamente, sin embargo, sus esperanzas se están desvaneciendo. “Te das cuenta de que en realidad es solo el Salvaje Oeste, y los astrónomos somos solo una molestia”.
MIENTRAS LOS ASTRÓNOMOS TRABAJABAN
Para salvar su ciencia, otras facciones comenzaron a expresar un ambientalismo más amplio: una sensación de órbita terrestre baja como una parte compartida de la naturaleza, y una inusualmente vulnerable. No existen leyes nacionales o internacionales que impidan que nadie lance una constelación del tamaño de Starlink aún más baja e intacta, dice Jonathan McDowell, astrónomo y analista espacial del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. “Mi sentimiento ahora es una mezcla de alivio por haber sido escuchados”, dice McDowell, “y nerviosismo por depender de la amabilidad de las corporaciones”.
Una ley existente podría tener fuerza. En 2020, Ramon Ryan, un estudiante de derecho de la Universidad de Vanderbilt y ex organizador sindical, leyó la cobertura de prensa sobre el problema de la contaminación lumínica por satélite y se preguntó si los oponentes podrían tener motivos para demandar. Concluyó que sí, en virtud de la Ley de Política Ambiental Nacional de 1969 (NEPA). La ley requiere que las agencias estadounidenses evalúen las consecuencias ambientales de los proyectos antes de aprobarlos. Las licencias de satélites han estado exentas desde 1986 porque se asumió que no tenían impactos ambientales, una suposición que ahora podría ser cuestionada.
El argumento de la NEPA, publicado en una revista de la facultad de derecho, sorprendió tanto a SpaceX como a los astrónomos. Abogados externos bombardearon a AAS con ofertas para trabajar en un caso. Pero el liderazgo de la organización declinó, sin saber si tenía la experiencia legal y queriendo evitar una confrontación que pudiera dañar la asociación con SpaceX.
Viasat, que opera satélites geoestacionarios de Internet, se mostró menos asustado ante el desafío de Starlink. En mayo, la compañía presentó una petición en la Corte de Apelaciones de EE. UU. Para el Circuito del Distrito de Columbia, argumentando que la ley requiere que la FCC considere los impactos ambientales de Starlink en los desechos espaciales y la contaminación lumínica, pero aún está pendiente una decisión.
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