Pronto, 1 de cada 15 puntos de luz en el cielo será un satélite

Una simulación muestra el número y el brillo de los satélites visibles desde Canadá a la medianoche del solsticio de Junio si se lanzan 65.000 satélites en los próximos años. El centro del círculo está justo por encima y los bordes marcan el horizonte. Los puntos amarillos representan los satélites más brillantes y los puntos violetas los más tenues. 
¿Tienes curiosidad por saber cómo los satélites podrían sesgar tu visión de las estrellas? Visita el sitio web de los investigadores para verificar las simulaciones de visibilidad cerca tuyo.
Crédito: Samantha Lawler, Hanno Rein Y Aaron Boley.

Estoy afuera en mi granja rural de Saskatchewan, charlando con mis vecinos a quienes he invitado a apreciar el cielo nocturno a través de mi telescopio. Después de exclamaciones y asombro con la boca abierta sobre los anillos de Saturno; la luz que ha estado viajando a través del espacio durante más de dos millones de años para llegar a nuestros ojos desde la galaxia de Andrómeda; luego nuestra conversación inevitablemente se vuelve hacia la pandemia, nuestros arreglos de trabajo desde casa y quejas sobre internet rural. Mi vecino menciona casualmente que acaba de cambiar a Starlink como su proveedor de Internet.

Miro hacia arriba y noto un satélite brillante que se mueve por el cielo, casi con certeza un Starlink, ya que ahora constituyen casi la mitad de los casi 4.000 satélites operativos y son extremadamente brillantes. Respiro profundamente y considero cuidadosamente cómo discutir el costo sustancial que todos tendremos que pagar por Starlink Internet.

No culpo a mis vecinos por cambiar. Aquí, como en muchas partes rurales de América del Norte, no hay excelentes opciones de Internet y, con muchas personas que trabajan y toman clases desde casa durante la pandemia, cualquier cosa que facilite la vida se acepta de inmediato.

Pero sé exactamente qué tan alto podría ser este costo. Mi artículo, que se publicará en The Astronomical Journal, tiene predicciones sobre cómo se verá el cielo nocturno si las compañías de satélites cumplen con sus planes actuales. También sé que debido a la geometría de la luz solar y las órbitas que se han elegido, 50 grados al norte, donde vivo, será la parte del mundo más afectada.

Sin regulación, sé que en un futuro cercano, uno de cada 15 puntos que puedes ver en el cielo serán en realidad satélites que se arrastran implacablemente, no estrellas. Esto será devastador para la investigación astronómica y cambiará por completo el cielo nocturno en todo el mundo.

El futuro es demasiado, demasiado brillante

Con el fin de averiguar qué tan gravemente se verá afectado el cielo nocturno por la luz solar reflejada por las megaconstelaciones de satélites planificadas, construimos un modelo informático de código abierto para predecir el brillo de los satélites como se ve desde diferentes lugares de la Tierra, en diferentes momentos de la noche, en diferentes temporadas. También creamos una aplicación web simple basada en esta simulación.

Una simulación del brillo y el número de satélites durante una noche completa a 50 grados norte en el solsticio de verano. Incluye 65.000 satélites en sus órbitas planificadas, como se ve desde 50 grados de latitud norte (sur de Canadá, centro de Europa) en el solsticio de verano.
Los puntos amarillos son los satélites más brillantes, los azules son los más tenues. ‘N’ (arriba a la izquierda) es el número de satélites iluminados por el sol en el cielo, ‘Nvis’ (abajo a la derecha) es el número de satélites iluminados por el sol en el cielo que son más brillantes que la magnitud visual 6.5, que son típicamente las estrellas más débiles que se pueden ver sin ayuda. con los ojos, desde un lugar muy oscuro.

Crédito: Tomada del paper de Lawler, Boley y Rein, 2021.

Nuestro modelo utiliza 65.000 satélites en las órbitas presentadas por cuatro empresas de megaconstelaciones: Starlink de SpaceX y Kuiper de Amazon(Estados Unidos), OneWeb (Reino Unido) y StarNet / GW (China). Calibramos nuestra simulación para que coincida con las medidas de telescopio de los satélites Starlink, ya que son, con mucho, los más numerosos.

Starlink ha logrado hasta ahora algunos avances hacia la atenuación del brillo de sus satélites desde su primer lanzamiento, pero la mayoría aún son visibles a simple vista.

Nuestras simulaciones muestran que en todas partes del mundo, en cada estación, habrá decenas a cientos de satélites visibles durante al menos una hora antes del amanecer y después del atardecer. En este momento, es relativamente fácil escapar de la contaminación lumínica urbana a cielos oscuros mientras acampa o visita su cabaña, pero nuestras simulaciones muestran que no puede escapar de esta nueva contaminación lumínica satelital en ningún lugar de la Tierra, incluso en el Polo Norte.

Los lugares más gravemente afectados en la Tierra serán los ubicados a 50 grados al norte y al sur del ecuador, cerca de ciudades como Londres, Ámsterdam, Berlín, Praga, Kiev, Vancouver, Calgary y mi propia casa. En el solsticio de verano, desde estas latitudes, habrá cerca de 200 satélites visibles a simple vista durante toda la noche.

Las mega constelaciones de satélites serán una distracción visible durante la noche. 
Crédito: Steve Elliott / flickr)CC BY.

Estudio la dinámica orbital del Cinturón de Kuiper, un cinturón de cuerpos pequeños más allá de Neptuno. Mi investigación se basa en imágenes de campo amplio y exposición prolongada para descubrir y rastrear estos pequeños cuerpos y aprender sobre la historia de nuestro Sistema Solar.

Las observaciones del telescopio que son clave para aprender sobre nuestro universo están a punto de volverse mucho, mucho más difíciles debido al desarrollo no regulado del espacio.

Los astrónomos están creando algunas estrategias de mitigación, pero requerirán tiempo y esfuerzo que deberían pagar las empresas de mega constelaciones.

Costos ambientales desconocidos

Starlink Internet puede parecer más barato que otras opciones rurales, pero esto se debe a que se descargan muchos costos. Un costo inmediato es la contaminación atmosférica de los cientos de lanzamientos de cohetes necesarios para construir y mantener este sistema.

Cada despliegue de satélites arroja cuerpos de cohetes gastados y otros escombros en una órbita terrestre baja ya abarrotada, lo que aumenta los riesgos de colisión. Parte de esta basura espacial eventualmente regresará a la Tierra, y aquellas partes del globo con las densidades de satélites aéreas más altas también serán las más propensas a sufrir un impacto literal.

Starlink planea reemplazar cada uno de los 42,000 satélites después de cinco años de operación, lo que requerirá desorbitar un promedio de 25 satélites por día, alrededor de seis toneladas de material. La masa de estos satélites no desaparecerá, se depositará en la atmósfera superior. Debido a que los satélites comprenden principalmente aleaciones de aluminio, pueden formar partículas de alúmina a medida que se vaporizan en la atmósfera superior, destruyendo potencialmente el ozono y provocando cambios en la temperatura global.

Esto aún no se ha estudiado en profundidad porque la órbita terrestre baja no está sujeta actualmente a ninguna reglamentación ambiental.

Un cohete SpaceX Falcon 9 despega de Cabo Cañaveral, Florida, con satélites para la red de banda ancha Starlink de SpaceX.
Crédito:
AP / John Raoux.

Regulando el cielo

Actualmente, la órbita terrestre baja, donde se planea operar todos estos satélites, está casi completamente desregulada. No existen reglas sobre contaminación lumínica, contaminación atmosférica por lanzamientos, contaminación atmosférica por reingreso o colisiones entre satélites.

Es posible que estas mega constelaciones ni siquiera sean económicamente viables a largo plazo, y las velocidades de Internet pueden reducirse a un mínimo cuando muchos usuarios se conectan al mismo tiempo o cuando llueve.

Pero las empresas están lanzando satélites en este momento a un ritmo frenético, y el daño que causan al cielo nocturno, la atmósfera y la seguridad de la órbita terrestre baja no se deshará incluso si los operadores quiebran.

No hay duda de que los usuarios de Internet en zonas rurales y remotas en muchos lugares se han quedado atrás debido al desarrollo de la infraestructura de Internet. Pero hay muchas otras opciones para la entrega por Internet que no resultarán en costos tan extremos.

No podemos aceptar la pérdida global de acceso al cielo nocturno, que hemos podido ver y conectarnos a él desde que somos humanos.

Con cooperación en lugar de competencia entre compañías de satélites, podríamos tener muchos menos en órbita. Al cambiar el diseño de los satélites, podrían hacerse mucho más tenues y tener un impacto menor en el cielo nocturno. No deberíamos tener que elegir entre Astronomía e Internet.

Pero sin regulaciones que requieran estos cambios, o sin una fuerte presión de los consumidores que indique la importancia del cielo nocturno, nuestra vista de las estrellas pronto cambiará para siempre.

El paper:

Visibility Predictions for Near-Future Satellite Megaconstellations: Latitudes near 50º will Experience the Worst Light Pollution. Samantha M. Lawler, Aaron C. Boley and Hanno Rein. https://arxiv.org/pdf/2109.04328.pdf.

Fuente: The Conversation.

Artículo original: Soon, 1 out of every 15 points of light in the sky will be a satellite‘. Samantha Lawler. November 30, 2021.

Material relacionado

Un artículo sobre este mismo trabajo, publicado anteriormente y que contiene además una selección de recursos sobre el tema es:

Sobre la App elaborada para este estudio

Arriba_ He creado una nueva aplicación: ‘Mega Constellations’ (https: // apps.apple.com/us/app/mega-constellations / id1598820453 … ).
Te permite explorar cómo se verá afectado el cielo nocturno si realmente ponemos en órbita decenas de miles de satélites. Se basa en el trabajo que hice con @sundogplanets y Aaron Boley ( https: // arxiv.org/abs/2109.04328 ).

Arriba_ Esta simulación muestra el cielo nocturno de verano en Toronto después de que se hayan lanzado los 42.000 satélites planeados Starlink / Oneweb / Starnet. Solo se muestran los satélites con magnitudes superiores a 6,5. Tenga en cuenta que los satélites estarán visibles durante toda la noche. https: // apps.apple.com/au/app/mega-co nstellations / id1598820453

Examinando la contaminación producida por los combustibles de los cohetes

Un cohete SpaceX Falcon 9 que transporta la nave espacial Crew Dragon de la compañía es lanzado desde el Complejo de Lanzamiento 39A en la misión SpaceX Demo-2 de la NASA a la Estación Espacial Internacional. Crédito: NASA / Joel Kowsky. 

El lanzamiento de un cohete produce hasta 300 toneladas de dióxido de carbono en la atmósfera superior, donde puede permanecer durante años. El artículo a continuación, si bien se refiere a la carrera del turismo espacial, presenta el tema de los combustibles y la contaminación.

Sobre el aumento de la basura espacial en órbita baja y su impacto

Hasta ahora, en 2021, unos 2467 nuevos objetos lo suficientemente grandes como para ser rastreados, han sido agregados a los catálogos mundiales de objetos orbitales, de los cuales 1493 son satélites nuevos y el resto son escombros. Mientras se agregan nuevos objetos, otros son arrastrados a la Tierra por la atmósfera donde se queman de manera segura, lo que resulta en un aumento neto de al menos 1387 objetos rastreables entre 2020 y 2021.

Además, esta semana se agregaron aproximadamente 1500 nuevos objetos, un aumento de aproximadamente el 5% con respecto a la población total, lo que significa que el riesgo para las misiones debe reevaluarse.

La publicación a continuación lo aborda y contiene además recursos sobre el tema:

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