Imagine el espacio alrededor de la Tierra lleno de decenas de miles de satélites de comunicaciones. Ese escenario se está gestando lentamente, y tiene a los astrónomos preocupados. Ahora, un grupo de astrónomos ha escrito un artículo que describe preocupaciones detalladas, y cómo todos estos satélites podrían tener una impacto negativo 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 empresas que han lanzado alguna parte de sus constelaciones de satélites hasta ahora. Pero varias otras empresas tienen planes para hacer lo mismo, y eventualmente, todos esos satélites se contarán por decenas de miles.

La comunidad astronómica ha expresado algunas preocupaciones sobre estas constelaciones de satélites. La Royal Astronomical Society y la American Astronomical Society han publicado declaraciones que expresan su preocupación y deseo de trabajar con empresas en el negocio de las constelaciones de satélites. Esas declaraciones son amables, cauteloso en sus críticas, y escrito con espíritu de cooperación.

Pero este nuevo artículo expone todas las preocupaciones de la comunidad astronómica, respaldado con datos, y presiona su punto con más insistencia.

Una constelación de satélites es un grupo de satélites artificiales que trabajan juntos para proporcionar una 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 hay críticas también, 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 desde tierra:un paso para salvaguardar el cielo astronómico".

Cuando sumas todos los satélites que las empresas quieren lanzar como parte de sus constelaciones, llegas a algún lugar alrededor de los 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 reflectividad superficial, su contribución al brillo del cielo no es despreciable para las observaciones terrestres profesionales, "dice el informe en la introducción." Con la enorme cantidad de alrededor de 50, 000 nuevos satélites artificiales para telecomunicaciones previstos para ser lanzados en órbita terrestre media y baja, la densidad media de los objetos artificiales será de> 1 satélite para grados de cielo cuadrado; esto inevitablemente dañará las imágenes astronómicas profesionales ".

SpaceX es el más avanzado en el despliegue de su constelación, y su nombre aparece con frecuencia en el periódico. El sistema Starlink de SpaceX ya ha lanzado casi 250 de sus satélites, y planean implementar hasta 42, 000 satélites en total. Según el periódico, estos satélites "brillarán de la tercera a la séptima magnitud en el cielo después de la puesta del sol y antes del amanecer".

Los autores dicen que todos esos satélites inevitablemente dejarán rastros en imágenes astronómicas, y puede inhibir la búsqueda de objetos cercanos a la Tierra. Existe cierto grado de riesgo de que no detectemos un impacto potencial debido a estos satélites.

Pero no son solo las imágenes las que se verán afectadas negativamente, según el informe. "Las preocupaciones serias son comunes también a otras longitudes de onda elegibles para la investigación en tierra, en particular para radioastronomía, cuyos detectores ya están saturados por la irradiación omnipresente de las comunicaciones por satélite desde las estaciones espaciales, así como desde el suelo ".

En mayo de 2019, Elon Musk intentó descartar cualquier preocupación astronómica sobre Starlink. Entre sus bruscos rechazos de las críticas estaba su afirmación de que "tenemos que mover los telescopios a la órbita de todos modos. 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 emprendedor, no un científico.

Por todos sus logros, Musk no es un experto en astronomía ni en observación astronómica. ¿Su afirmación de que Starlink "tendrá un impacto de ~ 0% en los avances en astronomía" es precisa e informada?

Los tres autores del nuevo artículo no parecen pensar eso. Describen los riesgos que representan las constelaciones de satélites 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 de intervención urgente para salvaguardar y proteger cada banda astronómica observable desde el suelo".

Los autores comienzan por el principio, señalando los enormes avances en la comprensión logrados por las observaciones terrestres. "Durante siglos, las observaciones astronómicas basadas en tierra han llevado a un progreso excepcional en nuestra comprensión científica de las leyes de la naturaleza". Eso es difícil de discutir.

En la primera sección del artículo, hablan de cómo la astronomía espacial, o telescopios espaciales, han contribuido al conocimiento. Pero señalan que la astronomía terrestre y espacial se necesitan mutuamente y producen la mejor ciencia cuando trabajan juntas. "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 "tenemos que mover los telescopios a la órbita de todos modos. La atenuación atmosférica es terrible".

Quizás Musk nunca haya oído hablar de la óptica adaptativa. La óptica adaptativa permite que los telescopios terrestres modernos superen el efecto de la atmósfera en las observaciones. Los próximos telescopios como el telescopio europeo extremadamente grande y el telescopio de treinta metros cuentan con una óptica adaptativa en el corazón de sus diseños.

Los autores también señalan lo que debería quedar claro para cualquiera que lo piense durante mucho tiempo:en comparación con la astronomía terrestre, Los telescopios espaciales son enormemente caros. Y arriesgado.

Los avances en la tecnología de los telescopios se realizan aquí en la Tierra. Su despliegue es la parte arriesgada, pero las tecnologías ya han sido probadas y desarrolladas aquí en la Tierra. Como señalan los autores del artículo, probar y desarrollar nuevas tecnologías de telescopios no es factible en el espacio.

"Una limitación importante de los telescopios espaciales es que no se pueden mantener, reacondicionado o reparado después del lanzamiento. "El Hubble es una excepción, y otros telescopios espaciales no se han mantenido. Una vez que terminan, ya terminaron.

"En comparación con los observatorios terrestres, la vida media de los telescopios espaciales es del orden de un par de décadas o menos. De lo contrario, Los observatorios terrestres duran varias décadas, con los telescopios instalados al comienzo de la era espacial nuevamente funcionando de manera rentable ". los telescopios espaciales se vuelven tecnológicamente obsoletos, mientras que sus contrapartes terrestres siguen trabajando.

Podemos ver esto con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO). El VLT se compone de cuatro unidades primarias, el primero de los cuales vio la luz en 1998. A lo largo de los años, se ha actualizado varias veces, cada vez aumentando sus capacidades de observación. Dos de sus instrumentos, SPHERE (primera luz de junio de 2014) y ESPRESSO (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 y espectrómetro para infrarrojo medio) 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 $ 10 mil millones en EE. UU. 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 artículo trata de los problemas reales que enfrentará la astronomía terrestre a partir de 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 ella. Pero eso no cuenta toda la historia.

En el artículo, los autores hablan de la degradación del cielo. Esta degradación proviene no solo de la contaminación lumínica en el suelo, pero "también se debe a que las flotas de satélites artificiales cruzan y dejan cicatrices en las observaciones con rayas / senderos paralelos brillantes en todas las latitudes".

Starlink solo quisiera colocar hasta 40, 000 satélites en órbita. Esa es solo una empresa de varias con planes de lanzar constelaciones de satélites. Nadie sabe cuántos habrá eventualmente, pero es justo usar un 50 000 cifra de satélite para discusión.

"Los astrónomos están extremadamente preocupados por la posibilidad de que el cielo visto desde la Tierra esté cubierto por decenas de miles de satélites, que superará en gran medida a los aproximadamente 9, 000 estrellas que son visibles a simple vista, "Los autores dicen." Esta no es una amenaza lejana:ya está sucediendo ".

Los tres astrónomos desglosan todos los números de la creciente flota de satélites de la Tierra. Teniendo en cuenta los ángulos de visión, altitud, y el brillo los lleva a esta conclusión:"Así, con satélites de 50K, la "normalidad" será un cielo lleno de objetos artificiales:cada grado cuadrado del cielo tendrá un satélite arrastrándose a lo largo de toda la noche de observación, accesible y visible por cámaras astronómicas, y no solo por instrumentación profesional ".

Según los autores, toda esta contaminación lumínica será un grave detrimento para la observación astronómica. Reconocen que SpaceX está experimentando con un satélite "oscuro" pintado de negro para reducir la reflectividad. Pero señalan que el 75% de la superficie del satélite son paneles solares, que obviamente no se puede pintar. También señalan problemas al pintar un satélite de negro:"Si el cuerpo del satélite se inhibe para reflejar la luz del sol, absorberá la radiación, calentando demasiado [causando] posibles fallas, [y] por lo tanto, probablemente aumentará la gestión de riesgos para toda la flota y hará que la solución de recubrimiento oscuro sea ineficaz o incluso contraproducente ".

Luego está todo el problema de la interferencia de la 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 longitud de onda de radio, observable desde el suelo ".

Existen acuerdos de décadas 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 la radioastronomía. Estos incluyen monóxido de carbono, sus isótopos y H ₂ O.

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 subbandas):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 citan la declaración de 1994 de las Naciones Unidas para la Educación, Organización Científica y Cultural (UNESCO). Esa declaración dice "Las personas que pertenecen a las generaciones futuras tienen derecho a una Tierra no contaminada y sin daños, incluyendo cielos puros; tienen derecho a su disfrute como base de la historia humana de la cultura y los lazos sociales que hacen de cada generación e individuo un miembro de una sola familia humana ".

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 otro asunto, ya que solo los Estados pueden demandar a otros Estados en virtud de este tipo de tratado internacional. Un Estado es responsable de las actividades que ocurren dentro de su jurisdicción, ya sean autorizadas o no ".

Los tres astrónomos señalan que dado que la FCC y otros organismos en los Estados Unidos han dado su aprobación a Starlink, es posible que puedan detener Starlink, también. Incluso pueden estar obligados a hacerlo según el derecho internacional.

También mencionan el Tratado del Espacio Ultraterrestre, y escribe, "... 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 EE. UU. Eso significa que es el gobierno de los EE. UU. El responsable del daño causado por su corporación, Starlink, enviar objetos a la órbita que causan daños ".

El documento concluye señalando posibles acciones legales que la comunidad internacional podría emprender para detener las constelaciones de satélites.

Podrían demandar a la FCC porque en su aprobación, no tuvieron en cuenta la contaminación lumínica, que viola la Ley Nacional de Política Ambiental. 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 astronómica internacional podría "demandar en los tribunales por falta de jurisdicción y jurisprudencia de la FCC de Estados Unidos para autorizar satélites privados no geoestacionarios sobre otros estados y naciones". Esto cuestiona el derecho de la FCC a autorizar incluso 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 finanzas públicas en proyectos astronómicos nacionales e internacionales dañinos".

La comunidad astronómica internacional inició una petición en enero de 2020. La comunidad quiere suspender 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 impida acceder al conocimiento completo del Cosmos y la pérdida de un activo intangible de valor incalculable para la humanidad, "escriben 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 decadas, cerca del comienzo de la era espacial, se establecieron leyes y acuerdos para mantener las cosas bajo control.

Pero nadie previó nada parecido a constelaciones de satélites, y es probable que el marco legal que rige el espacio se vea sometido a mucha presión.