En diciembre de 2020, los astrónomos documentaron un estallido de luz altamente energética en una de las galaxias más distantes jamás observadas. Pero menos de un año después, las afirmaciones del periódico estaban en el limbo. Otros científicos dijeron que había sido simplemente un satélite que pasaba. «Me entristeció un poco que el estallido de rayos gamma resultó ser simplemente un satélite artificial», dijo Krzysztof Kamiński, astrónomo del Instituto del Observatorio Astronómico de Polonia, quien dijo que coincidía con el posición, tiempo y brillo del descubrimiento a una nave espacial en órbita. Linhua Jiang, un astrónomo de la Universidad de Pekín en Beijing que dirigió el hallazgo original, dijo que su equipo mantuvo su trabajo y agregó que la probabilidad de que un satélite pase directamente frente al galaxia distante en el momento exacto era minúscula en el mejor de los casos. La disputa probablemente no será la última vez que los científicos discutan sobre si un satélite que pasa se está confundiendo con un descubrimiento astronómico. Las órbitas de la Tierra se están llenando de satélites a un ritmo asombroso. Ya hay más de 9.000 satélites orbitando el planeta, y más de 5.000 de ellos pertenecen a Starlink, la constelación construida por SpaceX para transmitir el servicio de Internet a la Tierra. A ellos se les unirán miles de satélites de otras compañías y países en las próximas décadas. Cuanto más haya, mayor será la interferencia de los satélites con la capacidad de la astronomía terrestre para responder preguntas sobre el cosmos y el lugar de la humanidad en él. SpaceX no respondió a las solicitudes de comentarios. Pero los astrónomos en tierra dijeron que no están dispuestos a ceder los cielos nocturnos a trenes de satélites recién desplegados. Están combinando tecnologías nuevas y antiguas con ingenio para hacer frente a los crecientes obstáculos a sus observaciones. También están trabajando con la industria para encontrar soluciones para oscurecer los satélites. Y están tratando de persuadir a los reguladores para que presten más atención a la creciente industria de los satélites. Las estrategias están dando resultados, por ahora. Pero la búsqueda de los investigadores para preservar el poder de la astronomía enfrenta desventajas fundamentales. Puede llevar décadas construir nuevos telescopios, y cada semana se pueden agregar docenas de nuevos satélites a los cielos nocturnos. “Las escalas de tiempo no coinciden mucho”, dijo Meredith Rawls, científica investigadora del Observatorio Vera C. Rubin, un poderoso Telescopio financiado por Estados Unidos en Chile que entrará en funcionamiento en 2025. «La velocidad a la que la industria de los satélites está diseñando y lanzando su hardware es increíblemente rápida en comparación con la astronomía». 🛰️🛰️Para fotografiar el cielo nocturno, los operadores de telescopios durante más de Durante un siglo se capturaron imágenes en placas de vidrio. Eso comenzó a cambiar con la aparición de los detectores de dispositivos de carga acoplada. Inventados por primera vez en 1969, los CCD son digitales y toman imágenes unas 100 veces más rápido que las cámaras de película. En la década de 1980, algunos de los primeros telescopios surgieron con “ojos” electrónicos de CCD. Hoy en día, los telescopios de todo el mundo siguen confiando en esta tecnología ganadora del Premio Nobel. Si bien los CCD no son la tecnología de cámara más rápida disponible actualmente, son la más común. También se necesitan décadas para construir los observatorios terrestres más poderosos, y muchos fueron diseñados teniendo en mente los niveles de técnicas de imágenes del siglo XX. Eso incluye el Observatorio Vera Rubin, que lleva el nombre de un astrónomo que jugó un papel central en el descubrimiento de la materia oscura. Su misión incluye detectar asteroides que matan planetas y estudiar la relación entre la materia oscura y la energía oscura. El telescopio se basa en un gigantesco detector CCD que tiene aproximadamente el mismo tamaño que un automóvil promedio, pero varios miles de libras más pesado. Es la cámara digital astronómica más grande jamás construida. Al capturar un amplio campo del cielo, se supone que permite observar los misterios de objetos 20 millones de veces más débiles de lo que el ojo humano puede ver. Pero a medida que los satélites llenan los cielos, los astrónomos que planeaban confiar en el telescopio Rubin para descubrimientos científicos están preocupados. .“El objetivo de Rubin es abrir esta nueva ventana al universo para encontrar cosas que ni siquiera sabíamos buscar”, dijo el Dr. Rawls. «Y si en cambio miramos a través del equivalente a un parabrisas lleno de insectos, no sabes lo que no vas a ver». Algunos telescopios que utilizan detectores CCD estudian una porción tan estrecha del cielo que los satélites no puede interferir con ellos. Pero la amplia visión del telescopio Rubin plantea problemas únicos. Un estudio demostró que, durante ciertos momentos de la noche, casi todas las imágenes tomadas por el telescopio serán estropeadas por al menos uno, si no muchos, satélites, dejando un rastro de cientos de píxeles de ancho. Rawls expuso dos estrategias para hacer frente a esta amenaza al telescopio: esquivar y corregir. Si los astrónomos conocen las trayectorias de los satélites de antemano, la tecnología puede anticipar y “esquivar” los satélites reorientando temporalmente el telescopio. “Usamos un algoritmo para determinar dónde “Los puntos del telescopio”, dijo el Dr. Rawls. «El algoritmo es brillante, puede tener en cuenta muchas ponderaciones diferentes», añadió, incluso evitando enjambres de satélites. Rawls dijo que esquivar debería eliminar aproximadamente la mitad de las rayas del telescopio de Vera Rubin, dependiendo de cuántos satélites estén en órbita. Para la estrategia de corrección, el Dr. Rawls dijo que los científicos están desarrollando algoritmos para eliminar los datos de los satélites, una tarea mucho más desafiante. tarea, pero que sea menos perjudicial para las observaciones. Pero dado que todas las soluciones de software son imperfectas y desafiantes, algunos expertos han sugerido que los constructores de telescopios piensen en cambiar su hardware. 🛰️🛰️🛰️Darren DePoy, astrónomo de la Universidad Texas A&M, fue involucrado con algunos de los primeros telescopios en la década de 1980 que utilizaron CCD. En 2018, comenzó a probar y, finalmente, a utilizar un detector mucho más ubicuo: CMOS, para semiconductores complementarios de óxido metálico, el mismo tipo que probablemente se encuentra en la cámara de su teléfono inteligente. “Aunque la física es muy similar para los detectores CCD y CMOS, ¿cómo se obtiene? la señal de salida es un poco diferente”, dijo el Dr. DePoy. «Para CMOS, puedes leer todos los píxeles simultáneamente, mientras que tienes que esperar para leer cada píxel secuencialmente en un detector CCD». Como ejemplo, el Dr. DePoy dijo que si bien un CCD moderno puede requerir unos 10 segundos para fotografiar una imagen débil galaxia, el detector CMOS equivalente tardaría cerca de 10 milisegundos, 1.000 veces más rápido. Al realizar numerosas exposiciones rápidas, los astrónomos pueden eliminar los marcos manchados por satélites o aviones y luego promediar el resto para crear una imagen final impecable. DePoy dijo que los pequeños detectores CMOS ya son populares entre los astrónomos aficionados que poseen telescopios aficionados. Le resulta difícil imaginar que CMOS no sea el futuro. Pero, por ahora, estimó que menos de 10 telescopios más grandes utilizan esta tecnología. Parte de la lenta adopción se debe a que la inercia es más barata. Comprar e integrar grandes detectores CMOS sigue siendo costoso en comparación con el uso de detectores CCD existentes, dijo Richard Green, un astrónomo. en la Universidad de Arizona y directora interina del Centro para la Protección del Cielo Oscuro y Silencioso contra la Interferencia de Constelaciones de Satélites, una organización que patrocina investigaciones sobre el tema. Ese problema fue notado por la Dra. Rawls cuando le preguntaron si el Rubin El telescopio podría utilizar la tecnología CMOS. “La idea de cambiarlo ahora es simplemente ridícula”, afirmó. “Porque es como si estuvieras construyendo una casa y estuvieran a punto de poner las ventanas y alguien dijera: ‘Oye, ¿deberíamos usar una base diferente?’”. El gobierno de Estados Unidos defiende la comercialización del espacio y patrocina telescopios. como el Observatorio Rubin. Por esa razón, el Dr. Green dijo que le correspondía al gobierno lidiar con los efectos en la astronomía, tal vez cobrando a las empresas que paguen por las actualizaciones de los telescopios. “Si el gobierno dice que lo haremos asignando una tarifa a los operadores de satélites, Bueno, eso es genial”, dijo. «Alguien en el gobierno debería ayudarnos a lidiar con las consecuencias». 🛰️🛰️🛰️🛰️Hasta ahora, el gobierno no ha tomado medidas para obligar a los operadores de satélites a ayudar a pagar las actualizaciones de los telescopios. Pero algunas compañías están intentando abordar aspectos del problema. SpaceX declinó hacer comentarios cuando se le preguntó sobre el trabajo de la compañía para disminuir los efectos de sus satélites en la ciencia. Pero los astrónomos familiarizados con sus esfuerzos describieron parte del trabajo. Cuando el fundador de SpaceX, Elon Musk, enfrentó críticas en 2019 después del lanzamiento de los primeros satélites Starlink, dijo en Twitter que había “enviado una nota” a los ingenieros, pidiéndoles que redujeran la luz solar. reflexiones de los orbitadores de la compañía. “SpaceX cuenta con legiones de nerds de la astronomía entre sus filas, por lo que no se les escapa la importancia de proteger ese dominio científico”, dijo Caleb Henry, director de investigación de Quilty Space, que proporciona análisis de la industria espacial. El primer intento implicó un revestimiento absorbente de luz que oscurecía los satélites. En 2020 se lanzó un prototipo llamado DarkSat, según Jonathan McDowell, astrónomo del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. “El problema con eso fue que el equipo del interior se sobrecalentó”, dijo. El satélite falló.Dr. McDowell dijo que el siguiente paso de SpaceX fue instalar cortinas sobre sus satélites, una idea que fue rápidamente descartada porque las cortinas no sólo hacían poco para oscurecer los satélites, sino que bloqueaban los enlaces cruzados láser que SpaceX estaba desarrollando para permitir que sus satélites se comunicaran entre sí. otros. El intento más reciente de la compañía implicó un recubrimiento de película dieléctrica. Contrariamente a lo esperado, esto hizo que los satélites brillaran más. Pero en lugar de reflejar la luz del sol hacia la superficie de la Tierra, el material la devolvió al espacio, atenuando la intensidad de cualquier rayo. SpaceX dijo que compartiría los recubrimientos con otros fabricantes de satélites. Durante las cruciales horas del crepúsculo, cuando se realizan muchas observaciones astronómicas, SpaceX también comenzó a hacer girar sus satélites para apuntar sus paneles solares lejos de la Tierra. Para compensar la pérdida de energía solar, aumentó el tamaño de los paneles solares de los satélites, lo que supone un gasto adicional. “Por el lado de SpaceX, han recibido golpes reales para tratar de acomodarnos”, dijo el Dr. McDowell. Los datos iniciales indican que las intervenciones puedan estar funcionando. En un estudio que aún no ha sido revisado por pares, los astrónomos informaron que los satélites Starlink más nuevos parecían más oscuros debido a la reducción del reflejo de la luz solar en la superficie. Este trabajo de SpaceX se realizó mientras coordinaba con la Fundación Nacional de Ciencias de forma voluntaria, dijo Ashley VanderLey, asesora principal allí. Aunque el gobierno de Estados Unidos exige desde hace tiempo que los operadores de satélites se coordinen con los operadores de radiotelescopios para compartir el ancho de banda, ninguna norma federal ha protegido a los astrónomos ópticos. Pero las reglas que ayudaron a los radioastrónomos sirvieron de base para que los astrónomos ópticos mantuvieran conversaciones con empresas como SpaceX y Amazon. «Ahí es donde nuestro pie estaba en la puerta para empezar a coordinarnos», dijo el Dr. VanderLey. Lo que habían sido conversaciones voluntarias se volvieron obligatorias. en diciembre de 2022, dijo el Dr. VanderLey, cuando la Comisión Federal de Comunicaciones requirió formalmente una serie de medidas por parte de SpaceX. Si bien muchos de los requisitos se centraron en operaciones seguras en órbita, la agencia también dijo que SpaceX debe coordinarse con la NSF para «mitigar el impacto de sus satélites en la astronomía óptica terrestre». Se requirieron medidas similares para Kuiper de Amazon. Un portavoz del Proyecto Kuiper, Tim Kilbride, dijo que había consultado con NSF, además de consultas con la Unión Astronómica Internacional. Luego, después de una solicitud de SpaceX, la FCC amplió los requisitos a algunas otras compañías de satélites en agosto de 2023. También endureció los requisitos de mitigación de desechos para la megaconstelación de SpaceX, a lo que la compañía respondió pidiendo a los reguladores que transmitieran medidas más estrictas a “cualquier constelación de 25 o más satélites”. VanderLey describió las negociaciones en curso de la NSF con SpaceX como productivas y la única forma de tener éxito. Pero a medida que los astrónomos interactúen con los operadores de satélites sobre estas reglas, se puede llegar a un punto en el que tratar de reducir el impacto de los satélites ya no funcione, dicen los expertos. Actualmente, los satélites representan una molestia, lo que el Dr. Rawls llamó “un parabrisas de insectos”. ”- en lugar de una verdadera amenaza para la ciencia. Pero, ¿qué sucede cuando el número de satélites alcanza los cientos de miles o más, como predicen algunos pronósticos, y otras empresas y China, Rusia y los países europeos se unen a la contienda orbital? “Es fantástico hablar de mitigaciones”, dijo el Dr. McDowell. dijo, “pero llega un punto en el que nada realmente ayuda, así que creo que a largo plazo se necesita una restricción en la cantidad de satélites”.

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