En 2015, Elon Musk anunció que su empresa, SpaceX, desplegaría satélites en órbita que proporcionarían acceso a Internet de banda ancha de alta velocidad a todo el mundo. Conocido como Starlink, SpaceX comenzó a implementar esta constelación en mayo de 2019 con el lanzamiento de los primeros 60 satélites. Al 22 de abril, Se han agregado un total de 422 satélites a la constelación Starlink, y la respuesta no ha sido del todo positiva.

Además de los temores que estamos agregando al problema de la "basura espacial, "También hay quienes han expresado su preocupación de que Starlink y otras constelaciones puedan tener un impacto negativo en la astronomía. En respuesta, SpaceX anunció recientemente que instituirá cambios en la forma en que se lanzan los satélites, cómo orbitan la Tierra, e incluso lo reflexivos que son para minimizar el impacto que tienen en la astronomía.

Estos cambios fueron el tema de una presentación realizada durante la Encuesta Decadal sobre Astronomía y Astrofísica 2020 (Astro2020) organizada por la Academia Nacional de Ciencias, Ingenieria, y Medicina. Como parte de la reunión sobre interferencias ópticas de constelaciones de satélites celebrada el lunes, 27 de abril el Starlink Panel (que incluía a Musk) presentó cómo la compañía espera minimizar la contaminación lumínica causada por su constelación.

La aparición de estos nuevos satélites en el cielo ha provocado una gran cantidad de controversias entre los astrónomos aficionados y la comunidad astronómica por igual. De hecho, la Real Sociedad Astronómica (RAS), la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS), la Unión Astronómica Internacional (IAU), y el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) han publicado declaraciones oficiales sobre Starlink y otras constelaciones propuestas.

En particular, han expresado su preocupación sobre cómo estos satélites podrían interrumpir los estudios ópticos y de radio como los del Observatorio Vera C. Rubin (anteriormente el Gran Telescopio de Estudios Sinópticos, o LSST), la matriz de kilómetros cuadrados (SKA), y el Event Horizon Telescope (EHT), que recientemente adquirió la primera imagen de un agujero negro. Como declaró la IAU:

"Aunque la mayoría de estos reflejos pueden ser tan tenues que son difíciles de distinguir a simple vista, pueden ser perjudiciales para las capacidades sensibles de los grandes telescopios astronómicos terrestres, incluidos los telescopios topográficos de gran angular extremo que se encuentran actualmente en construcción. En segundo lugar, a pesar de los notables esfuerzos para evitar interferir con las frecuencias de radioastronomía, las señales de radio agregadas emitidas por las constelaciones de satélites aún pueden amenazar las observaciones astronómicas en longitudes de onda de radio ".

El problema básico es que cuando los satélites orbitan la Tierra, periódicamente captan y reflejan la luz del sol, particularmente cuando salen de la sombra de la Tierra y entran directamente a la luz solar (que tiene lugar durante su fase de "elevación de la órbita"). Es en este punto que los satélites activarán sus propulsores para elevar su altitud en el transcurso de unas pocas semanas para asegurarse de que no experimenten una descomposición orbital.

El arrastre es un problema mayor para Starlink, ya que se despliegan a altitudes más bajas de 550 kilómetros (340 millas) para mitigar el riesgo de desechos espaciales. en lugar de 1100 a 1300 km (680 y 800 millas) como se planeó originalmente. Como indica SpaceX en un artículo de prensa que resumía los puntos clave de la presentación:

"El diseño del satélite Starlink se basó en el hecho de que vuelan a una altitud muy baja en comparación con otros satélites de comunicaciones. Hacemos esto para priorizar la seguridad del tráfico espacial y minimizar la latencia de la señal entre el satélite y los usuarios que acceden a Internet. servicio de él. Debido a la baja altitud, el arrastre es un factor importante en el diseño ".

En este punto, Los satélites Starlink asumen su configuración de vuelo de "libro abierto" cuando entran en la fase de "elevación de órbita" de su órbita, donde sus paneles se despliegan completamente y en frente del vehículo para reducir la resistencia atmosférica. Debido a esto, la luz del sol puede reflejarse tanto en la matriz solar como en el cuerpo del satélite en este punto.

Una vez que los satélites alcanzan su órbita operativa de 550 km (340 millas), conocida como la fase "en la estación", solo ciertas partes del chasis pueden reflejar la luz. Esto se debe a que el sistema de control de actitud del satélite supera la resistencia al hacer que el satélite asuma su orientación de "aleta de tiburón", donde su panel solar se eleva a una orientación vertical.

Para abordar estos problemas, SpaceX ha indicado que la compañía está trabajando en asociación con varias organizaciones para implementar una serie de cambios. Para principiantes, actualmente están probando un satélite experimental que es menos reflectante que los modelos anteriores, que se llama apropiadamente "DarkSat". Esta clase de satélite aprovecha una matriz en fase oscurecida y antenas parabólicas para reducir el brillo en un 55% estimado.

Sin embargo, También están buscando implementar una "solución de visera solar" para abordar el problema del calor, ya que los satélites oscuros pueden brillar intensamente en el infrarrojo porque la pintura negra absorbe la radiación. Las antenas parabólicas (que son blancas y difusas) también tendrán cubiertas en forma de visera para reducir la cantidad de luz que reflejan. El primer prototipo de VisorSat se implementará este mes y en junio, todos los satélites futuros tendrán visor.

Segundo, SpaceX tiene la intención de implementar cambios en la forma en que sus satélites se mueven desde la inserción hasta el estacionamiento y luego en la órbita de la estación. En la actualidad, la empresa está probando una maniobra en la que el satélite se hace rodar de modo que esté en el mismo plano que el vector del sol (lo que se conoce como poner los satélites en "filo de cuchillo" al sol). Esto tendrá el efecto de reducir la superficie que recibe luz, reduciendo así la cantidad de luz reflejada.

En el pasado, Musk ha sido algo frívolo (y ciertamente ignorante) en su respuesta a estas preocupaciones. Cuando se lanzó el primer lote de satélites Starlink en mayo de 2019, se dirigió a Twitter para declarar lo siguiente:

Ya hay 4900 satélites en órbita, que la gente nota ~ 0% del tiempo. Starlink no será visto por nadie a menos que se mire con mucho cuidado y tendrá un impacto de ~ 0% en los avances en astronomía. Necesitamos mover los telescopios a la órbita de todos modos. La atenuación atmosférica es terrible. pic.twitter.com/OuWYfNmw0D

- Elon Musk (@elonmusk) 27 de mayo, 2019

Desde ese tiempo, Está claro que Musk y la compañía que fundó han llegado a tomar estas preocupaciones más en serio y han desarrollado un plan integral para abordarlas. Las medidas que propusieron fueron diseñadas en parte gracias a los esfuerzos de colaboración entre la empresa y la AAS, la NRAO, y el Observatorio Vera C. Rubin. Como indican:

"Con AAS, Hemos aumentado nuestra comprensión de la comunidad en su conjunto a través de llamadas regulares con un grupo de trabajo de astrónomos durante las cuales discutimos los detalles técnicos. proporcionar actualizaciones, y trabajar en cómo podemos proteger las observaciones astronómicas en el futuro ...

Si bien la comprensión de la comunidad es fundamental para este problema, Los problemas de ingeniería son difíciles de resolver sin detalles. El Observatorio Vera C. Rubin fue señalado repetidamente como el caso más difícil de resolver, así que hemos pasado los últimos meses trabajando muy de cerca con un equipo técnico allí para hacer precisamente eso. Entre otros pensamientos y discusiones útiles, El equipo de Vera Rubin ha proporcionado una reducción de brillo objetivo que estamos utilizando para guiar nuestros esfuerzos de ingeniería mientras iteramos sobre soluciones de brillo.

SpaceX también ha indicado que la información sobre las órbitas y trayectorias de sus satélites está disponible en space-track.org y celestrak.com para que los astrónomos puedan cronometrar sus observaciones para evitar rayas de satélites. A petición de los astrónomos, La compañía también ha comenzado a publicar datos predictivos antes de los lanzamientos para permitir que los observatorios programen estudios en las primeras horas de despliegue, cuando los satélites serán más visibles.

Para leer la declaración completa de SpaceX sobre las formas en que están mitigando la contaminación lumínica con su constelación, haga clic aquí. La reunión se llevó a cabo y se grabó a través de Zoom, ya que el evento fue una discusión virtual (debido a la pandemia de Coronavirus). Se puede acceder a los materiales relacionados con la presentación de SpaceX en la reunión a través del sitio web de las Academias Nacionales aquí.