Astrônomos têm sérias preocupações com o Starlink e outras constelações de satélites

Imagine o espaço ao redor da Terra preenchido com dezenas de milhares de satélites de comunicação. Esse cenário está lentamente surgindo e preocupa os astrônomos. Agora, um grupo de astrônomos escreveu um artigo descrevendo suas preocupações detalhadas e como todos esses satélites poderiam ter um impacto severo e negativo na astronomia terrestre.

A SpaceX e outras empresas estão lançando seus olhos capitalistas no espaço ao redor da Terra. SpaceX e OneWeb são as únicas empresas - até agora - a lançar qualquer parte de suas constelações de satélites. Mas várias outras empresas planejam fazer o mesmo e, eventualmente, todos esses satélites chegarão a dezenas de milhares.

A comunidade de astronomia levantou algumas preocupações sobre essas constelações de satélites. A Royal Astronomical Society e a American Astronomical Society divulgaram declarações expressando sua preocupação e desejo de trabalhar com empresas do setor de constelações de satélites. Essas declarações são educadas, cautelosas em suas críticas e escritas no espírito de cooperação.

Mas este novo artigo expõe todas as preocupações da comunidade astronômica, com backup de dados e pressiona seu argumento com mais insistência.

"Durante séculos, observações astronômicas baseadas no solo levaram a progressos excepcionais em nossa compreensão científica das Leis da Natureza."

De "Preocupações sobre observações astronômicas no solo: um passo para proteger o céu astronômico"

Uma constelação de satélites é um grupo de satélites artificiais que trabalham juntos para fornecer cobertura de comunicações global ou quase global. Eles têm o potencial de disponibilizar a Internet de alta velocidade em praticamente qualquer lugar. Obviamente, há muitos benefícios nisso.

Mas também existem críticas, e três astrônomos da Itália apresentaram essas críticas em detalhes. Os três são Stefano Gallozzi, Marco Scardia e Michele Maris. Seu artigo é intitulado “Preocupações com observações astronômicas terrestres: um passo para proteger o céu astronômico”.

Quando você soma todos os satélites que as empresas desejam lançar como parte de suas constelações, obtém algo em torno de 50.000 satélites. A questão é: que efeito esses satélites terão na astronomia terrestre? Os autores do relatório afirmam que todos esses satélites danificarão inevitavelmente a observação astronômica.

Uma observação para os leitores: o inglês não é o primeiro idioma dos autores do artigo; portanto, algumas citações contêm pequenas inconsistências, mas o significado é claro.

"Dependendo da altitude e refletividade da superfície, sua contribuição para o brilho do céu não é desprezível para observações profissionais em solo", diz o relatório na introdução. “Com a enorme quantidade de cerca de 50.000 novos satélites artificiais para telecomunicações planejados para serem lançados na órbita terrestre média e baixa, a densidade média de objetos artificiais será de> 1 satélite para graus de céu quadrado; isso inevitavelmente prejudicará imagens astronômicas profissionais. ”

Como a SpaceX é a mais avançada na implantação de sua constelação, e seu nome aparece com frequência no jornal. O sistema Starlink da SpaceX já lançou quase 250 de seus satélites, e eles planejam implantar até 42.000 satélites no total. Segundo o jornal, esses satélites "brilharão da 3ª à 7ª magnitude no céu após o pôr do sol e antes do amanhecer".

Os autores dizem que todos esses satélites inevitavelmente deixam rastros em imagens astronômicas e podem inibir a busca por objetos próximos à Terra. Há algum grau de risco de não detectarmos um impacto potencial por causa de todos esses satélites.

Mas não são apenas as imagens que serão afetadas negativamente, de acordo com o relatório. "Preocupações sérias são comuns também a outros comprimentos de onda elegíveis para investigação em terra, em particular para radioastronomia, cujos detectores já estão saturados pela irradiação onipresente da comunicação de satélites das estações espaciais e do solo".

Em maio de 2019, Elon Musk tentou descartar qualquer preocupação astronômica com o Starlink. Entre sua rejeição bastante brusca de críticas, estava sua afirmação de que “precisamos mover os telescópios para órbita de qualquer maneira. A atenuação atmosférica é terrível. ”

Musk tem um perfil enorme na comunidade espacial, então suas palavras podem ter convencido alguns de que não há problemas entre Starlink e astronomia. Mas Musk é um empreendedor, não um cientista.

Por todas as suas realizações, Musk não é especialista em astronomia ou observação astronômica. Sua afirmação de que a Starlink "terá ~ 0% de impacto nos avanços da astronomia" é precisa e informada?

Os três autores do novo artigo não parecem pensar assim. Eles descrevem os riscos que as constelações de satélites representam para a astronomia, e não se trata apenas de serem visíveis à luz óptica. Eles ressaltam que existem “efeitos perigosos decorrentes de tais mudanças na população de pequenos satélites. Uma estratégia dedicada para intervenção urgente para salvaguardar e proteger cada banda astronômica observável do solo é descrita. ”

"Sem observações terrestres, a maior parte da astronomia espacial atual seria inútil ou impossível."

De “PREOCUPAÇÕES COM OBSERVAÇÕES ASTRONÔMICAS DE TERRA: UM PASSO PARA SALVAR O CÉU ASTRONÔMICO”

Os autores começam no início, apontando os enormes avanços na compreensão feitos por observações terrestres. "Durante séculos, observações astronômicas baseadas no solo levaram a progressos excepcionais em nossa compreensão científica das Leis da Natureza." Isso é difícil de argumentar.

Na primeira seção do artigo, eles falam sobre como a astronomia espacial, ou telescópios espaciais, contribuíram para o conhecimento. Mas eles apontam que a astronomia terrestre e espacial precisa um do outro e produz a melhor ciência quando eles trabalham juntos. "Sem observações terrestres, a maior parte da astronomia espacial atual seria inútil ou impossível."

É seguro dizer que os autores não concordam com a afirmação simplista de Musk de que "precisamos mover os telescópios <sic> para orbitar de qualquer maneira. A atenuação atmosférica é terrível. ”

Talvez Musk nunca tenha ouvido falar em óptica adaptativa. A óptica adaptativa permite que os modernos telescópios terrestres superem o efeito da atmosfera nas observações. Os próximos telescópios, como o European Exemely Large Telescope e o Thirty Meter Telescope, apresentam óptica adaptativa no centro de seus projetos.

Os autores também apontam o que deve ficar claro para quem pensa sobre isso por muito tempo: comparado à astronomia terrestre, os telescópios espaciais são muito caros. E arriscado.

Avanços na tecnologia do telescópio são feitos aqui na Terra. Sua implantação é a parte arriscada, mas as tecnologias já foram testadas e desenvolvidas aqui na Terra. Como apontam os autores do artigo, testar e desenvolver novas tecnologias de telescópio não é viável no espaço.

“Uma grande limitação dos telescópios espaciais é que eles não podem ser mantidos, reformados ou reparados após o lançamento.” O Hubble é uma exceção, e outros telescópios espaciais não foram mantidos. Depois que terminam, terminam.

“Comparado aos observatórios terrestres, o tempo médio de vida dos telescópios espaciais é da ordem de duas décadas ou menos. Pelo contrário, os observatórios terrestres duram várias décadas, com telescópios instalados no início da era espacial, trabalhando novamente de maneira lucrativa. ” Em suma, os telescópios espaciais tornam-se tecnologicamente obsoletos, enquanto seus colegas terrestres continuam trabalhando.

Podemos ver isso no telescópio muito grande (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO). O VLT é composto de quatro unidades primárias, e a primeira viu a primeira luz em 1998. Ao longo dos anos, foi atualizada várias vezes, aumentando cada vez mais suas capacidades de observação. Dois de seus instrumentos, SPHERE (primeira luz de junho de 2014) e ESPRESSO (primeira luz de setembro de 2016), são projetados para estudar exoplanetas, algo que não era importante quando o VLT foi projetado. Outros instrumentos, como o VISIR (VLT Imager e Spectrometer for mid-Infrared) foram atualizados para estudar exoplanetas.

Os telescópios espaciais também são caros quando comparados aos telescópios terrestres. O Telescópio Espacial James Webb está em desenvolvimento há 20 anos e custará US $ 10 bilhões. Mas a próxima geração de telescópios terrestres, como o Telescópio Gigante de Magalhães e o Telescópio Extremamente Grande da Europa, custará cerca de US $ 1 bilhão cada. E eles provavelmente sobreviverão ao JWST por décadas.

A parte minuciosa do artigo trata dos problemas reais que a astronomia terrestre enfrentará das constelações de satélites. Em alguns comprimentos de onda eletromagnéticos, os telescópios espaciais são muito mais eficazes do que os telescópios terrestres. No infravermelho distante, por exemplo, a atmosfera bloqueia muito disso. Mas isso não conta a história toda.

No artigo, os autores falam sobre degradação do céu. Essa degradação vem não apenas da poluição luminosa no solo, mas “também se deve a frotas artificiais de satélite que cruzam e observam cicatrizes com faixas / trilhas paralelas brilhantes em todas as latitudes”.

Só a Starlink gostaria de colocar até 40.000 satélites em órbita. Essa é apenas uma dentre várias empresas com planos de lançar constelações de satélites. Ninguém sabe quantas haverá eventualmente, mas é justo usar uma figura de 50.000 satélites para discussão.

"Os astrônomos estão extremamente preocupados com a possibilidade de o céu visto da Terra ser coberto por dezenas de milhares de satélites, o que superará em muito as aproximadamente 9.000 estrelas visíveis a olho humano", afirmam os autores. "Esta não é uma ameaça distante: já está acontecendo."

Os três astrônomos dividem todos os números da crescente frota de satélites da Terra. Levando em consideração os ângulos de visão, altitude e brilho, os leva a esta conclusão: “Assim, com satélites de 50k, a“ normalidade ”será um céu repleto de objetos artificiais: todos os graus quadrados do céu terão um satélite rastejando ao longo de todo o observando a noite acessível e visível por câmeras astronômicas e não apenas por instrumentação profissional. ”

Segundo os autores, toda essa poluição luminosa será um sério prejuízo para a observação astronômica. Eles reconhecem que a SpaceX está experimentando um satélite "escuro", pintado de preto para reduzir a refletividade. Mas eles apontam que 75% da superfície do satélite são painéis solares, que obviamente não podem ser pintados. Eles também apontam problemas com a pintura de um satélite preto: “Se o corpo do satélite for inibido para refletir a luz do sol, ele absorverá o aquecimento da radiação demais com possíveis falhas, o que provavelmente aumentará o gerenciamento de riscos para toda a frota e fará com que solução de revestimento escuro ineficaz ou até contraproducente. ”

Depois, há todo o problema da interferência de banda de rádio. “Mesmo com os melhores procedimentos de revestimento e mitigação para diminuir o impacto nas observações astronômicas visuais, o que geralmente é omitido ou esquecido é que as constelações de telecomunicações brilharão nas faixas dos comprimentos de onda do rádio, observáveis ​​do solo.”

Há décadas, acordos desde o início da era espacial que reservam certas frequências de rádio para certos usos. As frequências de certos átomos e moléculas no espaço são reservadas para a radioastronomia. Estes incluem monóxido de carbono e seus isótopos e H2O.

Os astrônomos de rádio já precisam lidar com todos os tipos de interferência. Segundo os autores, isso ficará muito pior. “O que não é amplamente reconhecido é que o desenvolvimento das redes de telecomunicações de última geração (do espaço e da Terra) já tem um impacto profundo nas observações radioastronômicas (em todas as sub-bandas): nas frotas de satélites LEO, é certo que a situação pode se tornar insuportável. "

"As pessoas pertencentes às gerações futuras têm direito a uma Terra não contaminada e sem danos, incluindo céus puros;"

Declaração Universal dos Direitos Humanos da UNESCO para futuras gerações.

Depois, há a questão da legalidade, e quais órgãos podem autorizar a implantação de constelações de satélites.

Os autores chamam nossa atenção para a declaração de 1994 da UNESCO (Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura). Essa declaração diz: “As pessoas pertencentes às gerações futuras têm direito a uma Terra não contaminada e sem danos, incluindo céus puros; eles têm direito ao seu gozo como base da história humana da cultura e dos laços sociais que tornam cada geração e indivíduo um membro de uma família humana. ”

A mesma declaração da UNESCO também diz: “Aqui, o Patrimônio Mundial é propriedade de toda a humanidade e, embora possa haver leis protetoras, aplicar isso é outra questão, pois apenas os Estados podem processar outros Estados sob esse tipo de tratado internacional. Um Estado é responsável pelas atividades que ocorrem dentro de sua jurisdição - sejam elas autorizadas ou não autorizadas. ”

Os três astrônomos apontam que, uma vez que a FCC e outros órgãos nos Estados Unidos aprovaram a Starlink, eles também podem interromper a Starlink. Eles podem até ser obrigados pelo direito internacional.

Eles também mencionam o Tratado do Espaço Exterior e dizem: “E o processo legal é que o governo do estado, desta vez o governo dos EUA, é legalmente responsável por todos os objetos enviados para o espaço sideral que são lançados a partir das fronteiras dos EUA. Isso significa que o governo dos EUA é responsável pelos danos causados ​​por sua corporação, a Starlink, enviando objetos em órbita que causam danos. ”

O documento termina ao apontar possíveis ações legais que a comunidade internacional poderia adotar para interromper as constelações de satélites.

Eles poderiam processar a FCC porque, na aprovação deles, não levaram em conta a poluição luminosa, o que viola a Lei Nacional de Política Ambiental. Essa lei exige que qualquer agência federal considere o impacto ambiental dos projetos que aprovam. Os autores afirmam que a FCC não considerou adequadamente a poluição luminosa do Starlink.

A comunidade internacional de astronomia poderia "processar judicialmente por falta de jurisdição e jurisprudência da FCC dos EUA para autorizar satélites privados, não geoestacionários, sobre outros estados e nações". Isso põe em causa o direito da FCC de autorizar constelações de satélites que viajam sobre outras nações.

Depois, há o Tribunal Internacional de Justiça (CIJ). Os três autores dizem que a comunidade internacional poderia processar o governo dos EUA no ICJ "... para suspender outros lançamentos da Starlink para quantificar a perda de finanças públicas em danos a projetos astronômicos nacionais e internacionais".

A comunidade internacional de astronomia iniciou uma petição em janeiro de 2020. A comunidade quer uma suspensão da Starlink e de outras pessoas, quer que proteções legais sejam postas em prática para observação astronômica e deseja limitar ao mínimo o número de constelações de satélites.

"Todos esses pedidos vêm da preocupação sincera de cientistas que surgem de ameaças de serem impedidos de acessar todo o conhecimento do Cosmos e da perda de um ativo intangível de valor incomensurável para a humanidade", afirmam os autores.

O espaço está se tornando um pântano legal com o passar do tempo. Exatamente quais tipos de atividades serão permitidos não está claro. Décadas atrás, perto do início da era espacial, leis e acordos foram criados para manter as coisas sob controle.

Mas ninguém previu algo como constelações de satélites, e a estrutura legal que governa o espaço provavelmente sofrerá muita pressão.

Mais:

• Trabalho de Pesquisa: Preocupações com observações astronômicas terrestres: um passo para proteger o céu astronômico
• Wikipedia: Starlink
• American Astronomical Society: Declaração de posição sobre constelações de satélites