La astronomía y las constelaciones de satélites buscan un acuerdo para proteger los cielos

La división Starlink de Space X ha comenzado a ofrecer conexión de alta velocidad a internet desde el espacio en países de Norteamérica, Europa y Oceanía, además de ayuda en emergencias como las del volcán en Tonga y ahora en Ucrania. Tras un llamamiento por Twitter del vice primer ministro ucraniano pidiendo que proporcionara estaciones Starlink a su país, Elon Musk —propietario de la compañía— enseguida le respondió: «Servicio Starlink activado en Ucrania y más terminales en camino».

Para que este tipo de conexión global de banda ancha sea posible, la división de Space X está poniendo en órbita una megaconstelación de satélites. A mediados de enero, Musk tuiteó que había 1.469 satélites Starlink activos y 272 entrando en órbitas operativas, y desde entonces no ha dejado de lanzar más. Tiene permiso de la Comisión Federal de Comunicaciones  (FCC) de EE UU para poner en órbita 12.000 satélites y ha solicitado autorización para otros 30.000. El objetivo es llevar internet a cada rincón del planeta, especialmente donde no hay cobertura de las redes convencionales, como zonas rurales o poco habitadas.

La división Starlink de SpaceX ofrece conexión de alta velocidad desde el espacio y ayuda en emergencias como la de Ucrania, pero su constelación de satélites interfiere en las observaciones ópticas y de radio en astronomía

En países donde ofrece su servicio Starlink, como España, algunas noches se pueden ver decenas de luces moviéndose en fila por el cielo. Son sus satélites, cuyos movimientos y horario también se pueden seguir a través de páginas web como findstarlink. Pero junto a estos llamativos desfiles y su servicio global de banda ancha, el paso de los cada vez más numerosos satélites de la constelación se ha convertido en motivo de preocupación para la comunidad astronómica.

«El problema es muy serio, tanto en las observaciones ópticas como en la radioastronomía», señala a SINC Casiana Muñóz-Tuñón, subdirectora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Desde que en mayo de 2019 comenzaron a volar los primeros grupos de satélites Starlink, ya dejaron su huella en las fotografías astronómicas, como la de un grupo de galaxias que captaba el Observatorio Lowell en Arizona. Líneas brillantes paralelas comenzaron a aparecer en las exposiciones de los telescopios. Además, las transmisiones de los satélites también comenzaban a interferir en algunas frecuencias de las antenas de radio utilizadas en astronomía.

Muñóz-Tuñón ha formado parte del comité científico que, junto a la Unión Astronómica Internacional (IAU), ha organizado online los congresos Dark & Quiet Skies for Science and Society I y II para proteger los cielos oscuros y libres de interferencias para la ciencia y la sociedad, «y lo positivo es que este tema se ha trasladado a la reunión del Subcomité Científico y Técnico (STSC) de la Comisión sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos (COPUOS) de Naciones Unidas» celebrada este mes de febrero.

«No ha habido ningún veto de otros países y esto es importante —subraya—,  además el asunto se ha incorporado a la agenda del subcomité durante un año (hasta la próxima reunión en 2023), lo que también es muy bueno».

En la década de 2030 podría haber hasta 100.000 satélites de este tipo en órbita, lo que significa que en cualquier momento podrían detectarse más de 5.000 por encima de un observatorio típico de latitud media

En el documento que ha trasladado la IAU al comité de la ONU se afirma: «Según ha aumentado la luz artificial, la visibilidad del cielo nocturno se ha reducido considerablemente en todo el mundo, pero en los últimos años ha surgido una amenaza aún mayor, ya que se han lanzado grandes constelaciones de satélites a la órbita baja de la Tierra (LEO, por sus siglas en inglés), en número mucho mayor que antes. Aunque son importantes, por ejemplo para proporcionar acceso a internet a regiones desatendidas, tienen efectos perjudiciales para la astronomía».

«En la década de 2030 podría haber hasta 100.000 satélites de este tipo en órbita, lo que significa que en cualquier momento podrían detectarse más de 5.000 por encima de un observatorio típico de latitud media. Además de perturbar las observaciones en luz visible, sus emisiones de radio serán suficientes para contaminar las mediciones de radiotelescopios altamente sensibles», añade el texto.

Nuevo centro para proteger los cielos

También en febrero la Unión Astronómica Internacional ha anunciado que creará un centro para coordinar esfuerzos entre la comunidad astronómica, los operadores de satélites y los reguladores, «actuando como puente entre todas las partes interesadas para proteger los cielos oscuros y tranquilos». Sus coanfitriones serán el NOIRLab (NSF), el centro estadounidense de astronomía óptica terrestre, y el Observatorio SKA (SKAO), una organización intergubernamental con sede en el Reino Unido encargada de poner en marcha las redes de radiotelescopios más potentes del mundo en Australia y Sudáfrica.

Además, el nuevo centro cuenta con la colaboración de instituciones internacionales, como el Observatorio Europeo Austral (ESO), y nacionales, como el Observatorio de Yebes en España, el mayor de los que cuenta el Instituto Geográfico Nacional. «Hemos propuesto colaborar aportando medidas del nivel de interferencias con antenas situadas en nuestro observatorio y estudios de compatibilidad», apunta a SINC su director, Pablo de Vicente Abad, quien coincide en señalar que las megaconstelaciones de satélites «son muy perjudiciales para la radioastronomía», y recuerda que los observatorios europeos buscan también soluciones conjuntas en el marco el proyecto europeo Opticon RadioNet Pilot (ORP). 

De momento la utilización de satélites de Starlink sobre territorio español es muy reducida, porque apenas existen subscriptores, por lo que las interferencias no son reseñables todavía; aun así hemos solicitado algunas limitaciones en sus operaciones

Pablo de Vicente Abad (Observatorio de Yebes-IGN)

«Aunque se han lanzado ya unos cuantos satélites de Starlink, en este momento su utilización sobre territorio español es muy reducida, porque apenas existen subscriptores, por lo que las interferencias actuales no son reseñables todavía según nuestras medidas —apunta—, pero solicitamos a la Subdirección General de Planificación y Gestión del Espectro Radioeléctrico del Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital que incluyera ciertas limitaciones a las emisiones [de radio] sobre el Observatorio de Yebes en la licencia de operación de Starlink en España, y ya lo están, aunque estaremos vigilantes de que se cumplan». 

De Vicente comenta que durante el lanzamiento de cada grupo de satélites, y en particular cuando se despliegan, es posible verlos ‘en formación’ reflejando la luz del sol y creando las características trazas brillantes en el cielo, «aunque después del lanzamiento es difícil descubrirlos a simple vista». 

Ante la preocupación de los astrónomos y astrónomas por los efectos colaterales de sus satélites, la división de SpaceX ha reaccionado con diversas soluciones tecnológicas: «Starlink ha estado trabajando con miembros de la comunidad astronómica en un intento de reducir el brillo reflectante de sus satélites, dando lugar a dos diseños. Uno de ellos es Darksat, en el que los ingenieros oscurecieron las superficies reflectantes», explica a SINC el profesor Jeremy Tregloan-Reed de la Universidad de Atacama (Chile), coautor de un estudio en Astronomy and Astrophysics sobre esta innovación.

Junto a la comunidad astronómica, SpaceX ha desarrollado dos soluciones tecnológicas para reducir el problema de sus satélites: oscurecer las superficies reflectantes y añadir viseras para bloquear los rayos solares

«Y el otro diseño —continúa— es Visorsat, con el que se añadieron viseras para bloquear los rayos solares de las superficies reflectantes, junto con un cambio en la orientación del satélite mientras se maniobra hasta la altura operativa. Además, SpaceX bajó la altura orbital prevista a menos de 550 km, lo que aumenta el tiempo que pasan los satélites en la sombra de la Tierra y, por tanto, reduce las horas en que son visibles».

Tregloan-Reed y otros autores también publicaron el año pasado un segundo estudio sobre Darksat que incluía observaciones en el infrarrojo cercano: «Los resultados mostraron que, si bien el satélite Darksat era más oscuro que otro satélite Starlink hermano no oscurecido, la eficacia del tratamiento de oscurecimiento se reducía al aumentar la longitud de onda hacia el rojo, donde ambos eran más brillantes». 

Además, utilizando telescopios de Chile y otras partes del mundo, como el del Observatorio de Calar Alto en España, el equipo ha medido el brillo reflectante de otra de las constelaciones de satélites: OneWeb, que también pretende tomar medidas para reducirlo. Al igual que en el caso de Starlink, las innovaciones tecnológicas introducidas todavía no son suficientes para resolver el problema, pero los operadores trabajan con la comunidad astronómica para reducirlo al máximo.

Las observaciones astronómicas más afectadas serán las que requieren campos de visión muy amplios con exposiciones prolongadas, y aquellas que se realizan durante el crepúsculo, como la detección de objetos cercanos a la Tierra

«Las observaciones astronómicas más afectadas por estas constelaciones serán las que requieren campos de visión muy amplios con exposiciones prolongadas, como las del nuevo observatorio Vera C. Rubin que se construye en el norte de Chile», apunta el profesor, «y también aquellas que solo se pueden realizar durante el crepúsculo, como la detección y seguimiento de objetos cercanos a la Tierra (NEO), ya que es cuando los satélites no están dentro de la sombra de la Tierra y se verán claramente».

Modelos para pronosticar el paso de los satélites

Por sus parte, los astrónomos y astrónomas también están buscando sus propias soluciones. Por ejemplo, el grupo chileno de satélites de órbita baja (CLEOsat) está trabajando en un modelo de pronóstico satelital que predecir la cantidad de satélites y su brillo reflectante en áreas del cielo en diferentes momentos, de manera muy similar a cómo se pronostica el tiempo. «Esto ayudará a los astrónomos a planificar sus observaciones, y así reducir el impacto de las constelaciones de satélites en su ciencia», señala Tregloan-Reed. 

«El problema que plantean las constelaciones satelitales a la astronomía requerirá diversas soluciones —concluye—, desarrolladas tanto por astrónomos, observatorios y los propios operadores. Al trabajar juntos, creo que brindar los beneficios de internet de alta velocidad a las comunidades rurales, en desarrollo o que lo necesiten, se puede lograr sin sacrificar la calidad de nuestros cielos oscuros».

Este artículo fue publicado originalmente en Agencia Sinc.