Gli astronomi hanno serie preoccupazioni circa Starlink e altre costellazioni satellitari

Immagina lo spazio attorno alla Terra riempito con decine di migliaia di satelliti per le comunicazioni. Quello scenario sta lentamente nascendo e ha gli astronomi interessati. Ora un gruppo di astronomi ha scritto un documento in cui espone le loro preoccupazioni dettagliate e come tutti questi satelliti potrebbero avere un grave impatto negativo sull'astronomia terrestre.

SpaceX e altre compagnie stanno gettando i loro acuti occhi capitalisti sullo spazio attorno alla Terra. SpaceX e OneWeb sono le uniche aziende - finora - a lanciare parti delle loro costellazioni satellitari. Ma un certo numero di altre società ha in programma di fare lo stesso, e alla fine tutti quei satelliti saranno decine di migliaia.

La comunità astronomica ha sollevato alcune preoccupazioni su queste costellazioni satellitari. La Royal Astronomical Society e l'American Astronomical Society hanno entrambi rilasciato dichiarazioni che esprimono la loro preoccupazione e il desiderio di lavorare con le aziende nel settore delle costellazioni satellitari. Queste dichiarazioni sono educate, caute nelle loro critiche e scritte nello spirito di cooperazione.

Ma questo nuovo documento espone tutte le preoccupazioni della comunità astronomica, è supportato da dati e preme il loro punto in modo più insistente.

"Per secoli le osservazioni astronomiche basate sul terreno hanno portato a progressi eccezionali nella nostra comprensione scientifica delle leggi della natura."

Da "Preoccupazioni per le osservazioni astronomiche basate sul suolo: un passo per salvaguardare il cielo astronomico"

Una costellazione di satelliti è un gruppo di satelliti artificiali che lavorano insieme per fornire una copertura delle comunicazioni globale o quasi globale. Hanno il potenziale per rendere Internet ad alta velocità disponibile quasi ovunque. Ovviamente, ci sono molti vantaggi in questo.

Ma ci sono anche critiche e tre astronomi italiani hanno presentato queste critiche in dettaglio. I tre sono Stefano Gallozzi, Marco Scardia e Michele Maris. Il loro articolo si intitola "Preoccupazioni per le osservazioni astronomiche basate sul suolo: un passo per salvaguardare il cielo astronomico".

Quando sommi tutti i satelliti che le aziende vogliono lanciare come parte delle loro costellazioni, ottieni da qualche parte circa 50.000 satelliti. La domanda è: quale effetto avranno questi satelliti sull'astronomia terrestre? Gli autori del rapporto sostengono che tutti questi satelliti danneggeranno inevitabilmente l'osservazione astronomica.

Una nota per i lettori: l'inglese non è la prima lingua degli autori dell'articolo, quindi alcune citazioni contengono piccole incongruenze, ma il significato è chiaro.

"A seconda della loro altitudine e riflettività della superficie, il loro contributo alla luminosità del cielo non è trascurabile per le osservazioni professionali basate sul terreno", afferma il rapporto nell'introduzione. “Con l'enorme quantità di circa 50.000 nuovi satelliti artificiali per le telecomunicazioni pianificati per essere lanciati in orbita terrestre media e bassa, la densità media degli oggetti artificiali sarà di> 1 satellite per il grado del cielo quadrato; questo danneggerà inevitabilmente le immagini astronomiche professionali. "

Dal momento che SpaceX è il più lontano nel dispiegare la loro costellazione, e il loro nome appare frequentemente nel documento. Il sistema Starlink di SpaceX ha già lanciato quasi 250 dei loro satelliti e prevede di implementare fino a 42.000 satelliti in totale. Secondo l'articolo, questi satelliti "brilleranno dalla 3a alla 7a magnitudine in cielo dopo il tramonto e prima dell'alba del sole".

Gli autori affermano che tutti questi satelliti lasceranno inevitabilmente tracce nelle immagini astronomiche e potrebbero inibire la ricerca di Near Earth Objects. C'è un certo grado di rischio che potremmo non individuare un potenziale impatto a causa di tutti questi satelliti.

Ma non sono solo le immagini a essere influenzate negativamente, secondo il rapporto. "Le preoccupazioni serie sono comuni anche ad altre lunghezze d'onda ammissibili alle indagini a terra, in particolare per la radioastronomia, i cui rivelatori sono già saturi dell'onnipresente irradiazione delle comunicazioni dei satelliti dalle stazioni spaziali e da terra."

Nel maggio 2019, Elon Musk ha cercato di respingere qualsiasi preoccupazione astronomica su Starlink. Tra le sue piuttosto brusche dimissioni dalle critiche c'era la sua affermazione che "Dobbiamo spostare i teleleschi <sic> per orbitare comunque. L'attenuazione atmosferica è terribile. "

Musk ha un profilo enorme nella comunità spaziale, quindi le sue parole potrebbero aver convinto alcuni che non ci sono problemi tra Starlink e l'astronomia. Ma Musk è un imprenditore, non uno scienziato.

Nonostante tutti i suoi successi, Musk non è un esperto di astronomia o osservazione astronomica. La sua affermazione che Starlink "avrà un impatto dello 0% circa sui progressi in astronomia" è accurata e informata?

I tre autori del nuovo articolo non sembrano pensarlo. Descrivono i rischi che le costellazioni satellitari rappresentano per l'astronomia e non si tratta solo di essere visibili alla luce ottica. Sottolineano che ci sono "effetti pericolosi derivanti da tali cambiamenti nella popolazione di piccoli satelliti. Viene delineata una strategia dedicata per un intervento urgente per salvaguardare e proteggere ogni banda astronomica osservabile da terra. "

"Senza osservazioni basate sul terreno, la maggior parte dell'astronomia spaziale attuale sarebbe inutile o impossibile."

Da "PREOCCUPAZIONI PER LE OSSERVAZIONI ASTRONOMICHE A TERRA: UN PASSO PER SALVAGUARDARE IL CIELO ASTRONOMICO"

Gli autori iniziano all'inizio, sottolineando gli enormi progressi nella comprensione fatti dalle osservazioni basate sul terreno. "Per secoli le osservazioni astronomiche basate sul terreno hanno portato a progressi eccezionali nella nostra comprensione scientifica delle leggi della natura." È difficile discutere.

Nella prima sezione del documento, parlano di come l'astronomia basata sullo spazio, o i telescopi spaziali, abbiano contribuito alla conoscenza. Ma sottolineano che l'astronomia terrestre e spaziale hanno bisogno l'una dell'altra e producono la migliore scienza quando lavorano insieme. "Senza osservazioni basate sul terreno, la maggior parte dell'astronomia spaziale attuale sarebbe inutile o impossibile."

È sicuro affermare che gli autori non sono d'accordo con l'affermazione strana di Musk secondo cui "Dobbiamo spostare comunque i telelscopi <sic> in orbita. L'attenuazione atmosferica è terribile. "

Forse Musk non ha mai sentito parlare dell'ottica adattiva. L'ottica adattiva consente ai moderni telescopi terrestri di superare l'effetto dell'atmosfera sulle osservazioni. I futuri telescopi come il telescopio europeo estremamente grande e il telescopio da trenta metri presentano un'ottica adattiva al centro dei loro progetti.

Gli autori sottolineano anche ciò che dovrebbe essere chiaro a chiunque ci pensi a lungo: rispetto all'astronomia terrestre, i telescopi spaziali sono estremamente costosi. E rischioso.

I progressi nella tecnologia del telescopio sono fatti qui sulla Terra. Il loro spiegamento è la parte rischiosa, ma le tecnologie sono già state testate e sviluppate qui sulla Terra. Come sottolineano gli autori dell'articolo, non è possibile testare e sviluppare nuove tecnologie di telescopi nello spazio.

"Una delle principali limitazioni dei telescopi spaziali è che non possono essere mantenuti, rinnovati o riparati dopo il lancio." L'Hubble è un'eccezione e altri telescopi spaziali non sono stati mantenuti. Una volta che hanno finito, hanno finito.

“Rispetto agli osservatori terrestri, la durata media dei telescopi spaziali è dell'ordine di un paio di decenni o meno. Al contrario, gli osservatori terrestri durano diversi decenni, con i telescopi installati all'inizio dell'era spaziale che funzionano di nuovo in modo proficuo ”. In breve, i telescopi spaziali diventano tecnologicamente obsoleti, mentre le loro controparti terrestri continuano a funzionare.

Possiamo vederlo con il Very Large Telescope (VES) dell'European Southern Observatory (ESO). Il VLT è composto da quattro unità primarie e la prima ha visto la luce nel 1998. Nel corso degli anni è stata aggiornata più volte, aumentando ogni volta le sue capacità di osservazione. Due dei suoi strumenti, SPHERE (prima luce giugno 2014) ed ESPRESSO (prima luce settembre 2016), sono progettati per studiare esopianeti, cosa che non era importante quando è stato progettato il VLT. Altri strumenti, come VISIR (VLT Imager e Spectrometer for mid-Infrared) sono stati aggiornati per studiare gli esopianeti.

I telescopi spaziali sono anche costosi rispetto ai telescopi terrestri. Il James Webb Space Telescope è in sviluppo da 20 anni e avrà un costo di $ 10 miliardi negli Stati Uniti. Ma la prossima generazione di telescopi terrestri, come il Giant Magellan Telescope e l'European Extremely Large Telescope, costerà circa $ 1 miliardo ciascuno. E probabilmente sopravviveranno al JWST per decenni.

La parte grintosa del documento affronta i problemi reali che l'astronomia terrestre dovrà affrontare dalle costellazioni satellitari. In alcune lunghezze d'onda elettromagnetiche, i telescopi spaziali sono molto più efficaci dei telescopi terrestri. Nel lontano infrarosso, ad esempio, l'atmosfera ne blocca gran parte. Ma questo non racconta tutta la storia.

Nel documento gli autori parlano del degrado del cielo. Questo degrado deriva non solo dall'inquinamento luminoso sul terreno, ma "è anche dovuto alle flotte di satelliti artificiali che attraversano e sfregiano le osservazioni con striature / scie parallele luminose a tutte le latitudini".

Starlink da solo vorrebbe mettere in orbita fino a 40.000 satelliti. Questa è solo una delle tante società con piani per il lancio di costellazioni satellitari. Nessuno sa quanti alla fine ci saranno, ma è giusto usare una cifra di 50.000 satelliti per la discussione.

"Gli astronomi sono estremamente preoccupati per la possibilità che il cielo visto dalla Terra possa essere coperto da decine di migliaia di satelliti, che supereranno notevolmente le circa 9000 stelle che sono visibili all'occhio umano senza aiuto", affermano gli autori. "Questa non è una minaccia lontana: sta già accadendo."

I tre astronomi analizzano tutti i numeri della crescente flotta di satelliti della Terra. Tenendo conto degli angoli di visione, dell'altitudine e della luminosità, li porta a questa conclusione: "Quindi con i satelliti da 50k la" normalità "sarà un cielo affollato di oggetti artificiali: ogni grado quadrato di cielo avrà un satellite che striscia lungo tutto osservare la notte accessibile e visibile dalle telecamere astronomiche e non solo dalla strumentazione professionale. "

Secondo gli autori, tutto questo inquinamento luminoso sarà un grave danno per l'osservazione astronomica. Riconoscono che SpaceX sta sperimentando un satellite "scuro" che è dipinto di nero per ridurre la riflettività. Ma sottolineano che il 75% della superficie del satellite è costituito da pannelli solari, che ovviamente non possono essere verniciati. Sottolineano anche problemi con la verniciatura di un satellite nero: “Se il corpo del satellite sarà inibito per riflettere la luce del sole, assorbirà troppo il riscaldamento delle radiazioni con possibili guasti, quindi probabilmente aumenterà la gestione del rischio per l'intera flotta e renderà il soluzione di rivestimento scuro inefficace o addirittura controproducente. "

Poi c'è l'intero problema delle interferenze in banda radio. "Anche con le migliori procedure di rivestimento e mitigazione per ridurre l'impatto sulle osservazioni astronomiche visive, ciò che spesso viene omesso o dimenticato è che le costellazioni di telecomunicazione brilleranno nelle bande delle lunghezze d'onda radio, osservabili da terra."

Esistono accordi vecchi di decenni dall'inizio dell'era spaziale che riservano determinate frequenze radio per determinati usi. Le frequenze di alcuni atomi e molecole nello spazio sono riservate alla radioastronomia. Questi includono monossido di carbonio e suoi isotopi e H2O.

I radioastronomi devono già fare i conti con ogni tipo di interferenza. Secondo gli autori, questo peggiorerà molto. "Ciò che non è ampiamente riconosciuto è che lo sviluppo delle reti di telecomunicazione di ultima generazione (sia dallo spazio che dalla Terra) ha già un profondo impatto sulle osservazioni radioastronomiche (in tutte le sottobande): con le flotte satellitari LEO è abbastanza sicuro che la situazione potrebbe diventare insopportabile. "

"Le persone appartenenti alle generazioni future hanno il diritto a una Terra incontaminata e non danneggiata, compresi i cieli puri;"

Dichiarazione universale dei diritti umani dell'UNESCO per le generazioni future.

Poi c'è la questione della legalità e quali organismi possono autorizzare lo spiegamento di costellazioni satellitari.

Gli autori attirano la nostra attenzione sulla dichiarazione del 1994 dell'UNESCO (Organizzazione delle Nazioni Unite per l'educazione, la scienza e la cultura). Quell'affermazione afferma che "Le persone appartenenti alle generazioni future hanno il diritto a una Terra incontaminata e non danneggiata, compresi i cieli puri; hanno diritto al suo godimento come base della storia umana della cultura e dei legami sociali che rendono ogni generazione e individuo un membro di una famiglia umana. "

Quella stessa dichiarazione dell'UNESCO dice anche "Qui, il Patrimonio Mondiale è di proprietà di tutta l'umanità, e mentre ci possono essere leggi protettive, far rispettare questa è un'altra questione, poiché solo gli Stati possono fare causa ad altri Stati con questo tipo di trattato internazionale. Uno Stato è responsabile delle attività che si svolgono nella sua giurisdizione, siano esse autorizzate o non autorizzate. "

I tre astronomi sottolineano che, dal momento che FCC e altri organismi negli Stati Uniti hanno dato l'approvazione a Starlink, potrebbero anche essere in grado di arrestare Starlink. Possono anche essere obbligati a rispettare il diritto internazionale.

Citano anche il Trattato sullo spazio esterno, e affermano che “E il processo legale è che il governo dello stato, questa volta il governo degli Stati Uniti, è legalmente responsabile di tutti gli oggetti inviati nello spazio che vengono lanciati dai confini statunitensi. Ciò significa che è il governo degli Stati Uniti a essere responsabile del danno causato dalla sua società, Starlink, che manda in orbita oggetti che causano danni. "

Il documento volge al termine indicando possibili azioni legali che la comunità internazionale potrebbe intraprendere per fermare le costellazioni satellitari.

Potrebbero fare causa alla FCC perché nella loro approvazione non hanno tenuto conto dell'inquinamento luminoso, il che viola il National Environmental Policy Act. Tale atto richiede a qualsiasi agenzia federale di considerare l'impatto ambientale dei progetti che approva. Gli autori affermano che la FCC non ha adeguatamente considerato l'inquinamento luminoso da Starlink.

La comunità internazionale di astronomia potrebbe "citare in giudizio per mancanza di giurisdizione e giurisprudenza della FCC statunitense per autorizzare satelliti privati ​​non geostazionari su altri stati e nazioni". Ciò mette in dubbio il diritto della FCC di autorizzare persino costellazioni satellitari che viaggiano su altre nazioni.

Poi c'è la Corte internazionale di giustizia (ICJ). I tre autori affermano che la comunità internazionale potrebbe citare in giudizio il governo degli Stati Uniti presso l'ICJ "... per mettere in attesa ulteriori lanci di Starlink per quantificare la perdita di finanze pubbliche nel danneggiare progetti astronomici nazionali e internazionali".

La comunità internazionale di astronomia ha avviato una petizione nel gennaio 2020. La comunità vuole mettere in attesa Starlink e altri, vogliono mettere in atto protezioni legali per l'osservazione astronomica e vogliono limitare al minimo il numero di costellazioni satellitari.

"Tutte queste richieste provengono dalla sincera preoccupazione degli scienziati derivanti da minacce a cui è vietato l'accesso alla piena conoscenza del Cosmo e alla perdita di un bene immateriale di valore incommensurabile per l'umanità", affermano gli autori.

Lo spazio sta diventando sempre più un macello legale col passare del tempo. Non è chiaro quali tipi di attività saranno ammessi. Decenni fa, verso l'inizio dell'era spaziale, furono messe in atto leggi e accordi per tenere le cose sotto controllo.

Ma nessuno prevedeva qualcosa di simile alle costellazioni satellitari e il quadro giuridico che governa lo spazio probabilmente subirà molte pressioni.

Di Più:

• Research Paper: Preoccupazioni per le osservazioni astronomiche basate sul suolo: un passo per salvaguardare il cielo astronomico
• Wikipedia: Starlink
• American Astronomical Society: Dichiarazione di posizione su costellazioni satellitari

Guarda il video: Interview Elon Musk about latest Starlink Updates at Satellite 2020. New Cosmos TV (Luglio 2024).