Piero Benvenuti és un apassionat de l'astronomia per a la humanitat i forma part d'un moviment creixent que està organitzant esforços internacionals per garantir que hi hagi un diàleg al voltant de la creixent interferència de la llum artificial a la nit i dels objectes de l'òrbita terrestre baixa que tenen en la ciència astronòmica.
Estem escoltant moltes coses sobre noves constel·lacions fetes de milers de satèl·lits d'òrbita terrestre baixa llançades per empreses privades i governs que són crítics per als avenços de les telecomunicacions aquí a la Terra. Com està afectant això a la ciència astronòmica?
Aquestes noves constel·lacions tenen un greu impacte en l'aparició del cel nocturn i en les observacions astronòmiques. El problema està relacionat principalment amb el gran nombre de satèl·lits que en pocs anys es preveu arribar als 100.000. La visibilitat i la brillantor d'un satèl·lit durant la nit depèn de l'altitud de la seva òrbita (actualment oscil·lant entre ~350 i ~1200 km) i de la seva reflectivitat superficial i actitud respecte a l'observador. Una fracció dels satèl·lits serà visible a simple vista (aquells amb magnitud < 7th), però tots són potencialment detectables pels detectors de telescopis altament sensibles. Per tant, deixen rastres del seu trànsit a les imatges astronòmiques, disminuint significativament la usabilitat científica de les dades recollides. El postprocessament de les imatges afectades no demostra ser una solució: els rastres més brillants poden saturar els detectors, fent inutilitzables parts d'imatges, mentre que l'eliminació de les rastres més febles deixa efectes residuals que afecten greument programes científics importants, com, per exemple, enquestes estadístiques automàtiques de galàxies febles.
Parla'ns sobre Cels foscos i tranquils per a la ciència i la societat. Com va començar la campanya i qui està darrere de la campanya per conscienciar sobre el que està passant a l'òrbita de la Terra i com afecta la ciència i la humanitat?
El Unió Astronòmica Internacional (IAU), que representa a més de 12,000 astrònoms professionals d'uns 90 països, té en la seva missió la promoció i salvaguarda de la ciència de l'astronomia en tots els seus aspectes. L'any 2017, la IAU es va apropar a la Comitè de l'ONU per a l'Ús Pacífic de l'Espai Ultraterrestre (COPUOS) proposant incloure la protecció del cel astronòmic dins del seu mandat. El COPUOS va acordar coorganitzar una Conferència amb el títol “Cel fosc i tranquil per a la ciència i la societat” amb l'objectiu d'avaluar l'impacte de qualsevol interferència artificial que afecti la visibilitat del cel i la detecció de senyals de ràdio còsmics.
En aquell moment, encara no es coneixia la possible interferència de les grans constel·lacions de satèl·lits, però, quan es va organitzar la primera Conferència l'octubre de 2020, s'havia convertit en el problema més greu i el més proper a la missió principal del COPUOS. Els avantatges per a la societat que ofereixen les constel·lacions de la comunicació no es poden discutir, però el seu impacte en l'aspecte prístina del cel nocturn i en l'astronomia s'ha de considerar amb molta atenció perquè afecten tant el patrimoni cultural de la humanitat com el progrés de la ciència. .
Els resultats de la Jornada (organitzada en línia a causa de la pandèmia de la Covid-19), inclouen recomanacions específiques per mitigar l'impacte de les interferències artificials. Es van presentar al Subcomitè Científic i Tècnic de COPUOS (STSC) l'abril de 2021 i van rebre l'atenció de diverses delegacions. Per això, l'octubre passat va tenir lloc una segona Conferència, també coorganitzada per UNOOSA, IAU i el Govern d'Espanya, centrada en la viabilitat d'implementar les mesures de mitigació adequades. Aquests es presentaran a la propera reunió del STSC el febrer de 2022.
L'exploració del nostre sistema solar inclou instal·lacions astronòmiques tant terrestres com espacials. Parleu de tres categories d'interferències artificials que afecten negativament les observacions astronòmiques. Ens pots explicar què són i els seus impactes en l'astronomia?
Les tres categories d'interferències artificials que afecten negativament les observacions astronòmiques són:
La interferència per part d'ALAN, que afecta tant als astrònoms aficionats com als professionals, s'ha convertit en un problema agut amb l'arribada dels LED (Light Emission Diodes), especialment per als que tenen un alt nivell de llum blava. La Unió Astronòmica Internacional ha establert un llindar màxim tolerable recomanat de contaminació lumínica per als llocs astronòmics d'un 10% per sobre dels nivells de fons naturals. La contaminació lumínica està creixent a nivell mundial a un ritme estimat d'entre el 2 i el 6% anual i està reduint la foscor a tot arreu, fins i tot als observatoris on els llocs de classe mundial corren el risc d'arribar al llindar del 10% en la propera dècada. A més de l'impacte en l'astronomia, la llum artificial nocturna pot tenir efectes biològics significatius, sobre la flora i la fauna, els vertebrats i els invertebrats, la qual cosa requereix un estudi addicional per part dels experts adequats.
L'impacte de les grans constel·lacions de satèl·lits en l'astronomia òptica/infraroja ja s'ha esmentat: afecta especialment els telescopis amb gran camp de visió així com les cerques automàtiques d'objectes en moviment ràpid, com el Xarxa internacional d'alerta d'asteroides (IAWN), un programa iniciat i recolzat per l'Oficina d'Afers Espacials de les Nacions Unides i destinat a detectar objectes propers a la Terra (NEO) potencialment perillosos.
La protecció de les observacions radioastronòmiques, aka gestió de l'espectre, és responsabilitat del Sector de Radiocomunicacions de la Unió Internacional de Telecomunicacions (ITU-R). El Reglament de ràdio proporciona assignacions per a diversos serveis, inclosa la radioastronomia sota el servei de radioastronomia (RAS). De fet, la radioastronomia té una llarga història d'activitat de negociació destinada a protegir les bandes de freqüència d'interès astronòmic de les interferències nocives generades per emissions de ràdio artificials dins del rang de longituds d'ona d'interès astronòmic.
Tanmateix, la situació creada per les noves grans constel·lacions de satèl·lits de telecomunicacions suposa noves amenaces per a la radioastronomia que mereixen un estudi més ampli. En particular, els informes Dark and Quiet Skies per protegir recomanen que els dissenys de satèl·lit tinguin la capacitat d'evitar la il·luminació directa dels radiotelescopis i les zones tranquil·les de ràdio i que el soroll electromagnètic de fons acumulat creat per les constel·lacions s'ha de mantenir per sota del límit acordat per la UIT. .
Disposem d'organismes intergovernamentals, com ara UNOOSA - l'Oficina de les Nacions Unides per a Afers de l'Espai Ultraterrestre i el seu Tractat sobre els principis que regeixen les activitats dels estats en l'exploració i l'ús de l'espai ultraterrestre, així com COPOUS - El Comitè d'Usos Pacífics de l'Espai Ultraterrestre . Els organismes intergovernamentals i l'empresa privada estan treballant junts prou a prop per garantir que l'exploració i l'ús de l'espai exterior es duu a terme en benefici i en interès de tots els països i de la humanitat? O ja ha navegat el vaixell de l'empresa privada? Som massa tard per evitar la interferència de les constel·lacions de l'òrbita terrestre baixa?
El STSC, en el seu darrer informe, ha animat l'UNOOSA a comprometre's amb totes les parts interessades rellevants, com la UAI i altres, en la qüestió dels cels foscos i tranquils, en relació amb el mandat del Comitè i els seus subcomitès. També va destacar que la segona Conferència sobre Cels foscos i tranquils podria aportar aportacions a un debat centrat sobre les oportunitats de cooperació internacional. De fet, les empreses privades que actualment estan llançant o planegen llançar les constel·lacions van ser convidades a participar en la conferència i van contribuir de manera efectiva a la discussió sobre les mesures mitigadores que es podrien implementar. Alguns d'ells ja van intentar modificar el disseny dels seus satèl·lits per tal de reduir la seva lluminositat aparent en òrbita.
S'ha de treballar més, però és evident que, paral·lelament a la definició de directrius acordades internacionalment, una estreta col·laboració entre la indústria i la comunitat astronòmica serà fonamental per mitigar els efectes negatius. Aquesta acció és particularment important per a les constel·lacions futures previsibles: el subgrup de la indústria de les conferències va concloure que els operadors de satèl·lits tenien més probabilitats d'adoptar pràctiques voluntàries o eines de mitigació si es relacionaven amb astrònoms al començament del cicle del projecte, abans que es finalitzin els dissenys de les naus espacials i quan es facin modificacions. a les arquitectures, el disseny o les operacions de naus espacials es podrien introduir amb menys cost o impacte en el calendari. Per tal d'impulsar aquesta acció, la IAU ha anunciat recentment la constitució d'un Centre de Coordinació que seguirà fomentant el diàleg amb tots els agents implicats i els astrònoms.
La Unió Internacional de Telecomunicacions se celebra el seu fòrum anual de governança d'Internet a principis de desembre, on es va parlar dels satèl·lits d'òrbita terrestre baixa en nom de l'accés a la informació i l'accés a Internet. Com poden la UIT, COPUOS, UNOOSA i la comunitat científica internacional treballar junts per garantir el diàleg sobre l'impacte de les constel·lacions de satèl·lits en la ciència i la societat?
Com ja s'ha esmentat, les noves grans constel·lacions de satèl·lits de telecomunicacions estan creant reptes sense precedents tant per a la gestió de l'espectre, que està sota la responsabilitat de UIT-R, i a la gestió del trànsit espacial, que està sota la responsabilitat de COPUOS. Com s'ha comentat anteriorment, la combinació d'aquests dos aspectes està afectant negativament l'astronomia. Per tant, esperem que la UIT i UNOOSA avaluïn conjuntament la nova situació i confirmin o redefineixin les seves responsabilitats mútues de manera que la UAI sàpiga a quina organització hauria de recórrer formalment.
Per saber més:
Mireu el seminari web, Abordant l'impacte de les constel·lacions de satèl·lits en l'astronomia i la societat: camins endavant amb les Acadèmies Nacionals de Ciència i la Unió Astronòmica Internacional
Imatge de Jeff Bryant a Flickr CC BY-NC 2.0
Llegeix més sobre El Consell Assessor Científic del Secretari General de les Nacions Unides (SAB): Mobilitzar la ciència per a un futur sostenible
Llegeix més sobre Reconstruir la confiança en la ciència: reptes i responsabilitats en un món polaritzat
Llegeix més sobre Ampliar horitzons: coneixements locals per reforçar les pràctiques prospectives
