Un nuevo estudio del Observatorio Europeo Austral (ESO) ha revelado que los proyectos actuales destinados a poner en órbita más de 1,7 millones de satélites, algunos de ellos extremadamente brillantes, tendrían "consecuencias devastadoras para la astronomía".
Según este estudio, para preservar nuestra capacidad de observar el cielo nocturno con telescopios modernos, el número de satélites poco brillantes, invisibles al ojo humano, en órbita alrededor de la Tierra no debería superar los 100 000. Este estudio es el primero en evaluar en qué medida las constelaciones de satélites de gran tamaño y muy brillantes —que también suscitan preocupación por sus impactos en la salud y el medio ambiente— afectarían las observaciones astronómicas al hacer más brillante el cielo nocturno.
Una hora de imágenes de satélites sobre el norte del desierto de Atacama, en Chile (Crédito: F. Kamphues, ESO/M. Kornmesser) Desde 2019, el número de satélites en órbita alrededor de la Tierra ha aumentado rápidamente, alcanzando hoy más de 14 000 [1] —principalmente satélites de telecomunicaciones Starlink de SpaceX. Los proyectos de satélites también se han multiplicado, tanto en número como en impacto potencial. "Hasta ahora hemos logrado manejar la situación, pero está empeorando", señala Olivier Hainaut, quien participó en la elaboración de recomendaciones para mitigar el impacto de las constelaciones de satélites en la astronomía.
Mientras que empresas como SpaceX han tomado medidas para reducir el brillo de sus satélites, los proyectos de satélites actuales superan "los límites" de lo que la astronomía puede soportar, explica. Olivier Hainaut, astrónomo de ESO desde hace más de 30 años, es autor de un estudio revisado por pares sobre los impactos de las constelaciones de satélites, cuya publicación ha sido aceptada en la revista Astronomy & Astrophysics.
SpaceX planea poner en órbita un millón de satélites adicionales, destinados a centros de datos espaciales, lo que modificaría considerablemente el aspecto del cielo. El nuevo estudio muestra que, durante gran parte de cada noche, cientos de satélites serían visibles y, en ciertos momentos, hasta varios miles, un número comparable al de las estrellas observables a simple vista en buenas condiciones. Otras constelaciones de satélites previstas, como "Cinnamon" de E-Space y las constelaciones chinas CTC-1 y CTC-2, añadirían cientos de miles de satélites más en órbita, agravando así el problema.
Reflect Orbital, una startup estadounidense, tiene como objetivo lanzar una constelación de satélites muy grandes similares a espejos para proporcionar luz solar durante la noche, mediante haces reflejados que se extienden al menos cinco kilómetros sobre la superficie terrestre. La empresa planea comenzar poniendo en órbita un prototipo de satélite este año y espera aumentar su número a 50 000 para 2035. Estos satélites serían los más brillantes jamás puestos en órbita, lo que tendría consecuencias negativas sobre la calidad del cielo nocturno en la Tierra.
Los cálculos de Olivier Hainaut muestran que la constelación completa llenaría el cielo nocturno de cientos de satélites muy brillantes. Visto desde el interior de un haz reflejado, el satélite que difunde la luz solar aparecería cuatro veces más brillante que la Luna llena. Incluso si ningún satélite dirigiera su haz directamente hacia un observador, cada uno sería tan brillante como el planeta Venus, el "lucero del alba". Desde una ciudad afectada por la contaminación lumínica, como Múnich (Alemania), esos cientos de satélites serían las únicas "estrellas" visibles en el cielo nocturno.
Estos proyectos, junto con otros examinados en el estudio, iluminarían considerablemente el cielo nocturno, dificultando así la capacidad de la humanidad para observar objetivos cósmicos poco brillantes, incluyendo galaxias lejanas, ciertos planetas similares a la Tierra en órbita alrededor de otras estrellas, e incluso asteroides potencialmente peligrosos para la Tierra.
Estelas brillantes y un cielo aún más iluminadoOlivier Hainaut explica que "los satélites, iluminados por el Sol, son mucho más brillantes que las galaxias lejanas. Cuando un satélite pasa frente a lo que estamos observando, deja una estela brillante en nuestra imagen, ocultando todo lo que hay detrás".
Para evaluar el impacto de este fenómeno y de otros efectos relacionados con las constelaciones de satélites en las observaciones astronómicas, Olivier Hainaut simuló las posiciones, los movimientos y el brillo de todas las constelaciones de satélites existentes y previstas.
En cuanto a la megaconstelación de satélites de SpaceX, constató que decenas de estelas aparecían en cada imagen tomada dos horas después del inicio de la noche con el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en el observatorio de Paranal (Chile), lo que representaba una pérdida de campo de visión de hasta el 28 % [2]. Este cálculo parte del supuesto de que los satélites serían lo suficientemente débiles como para no ser visibles a simple vista en buenas condiciones. Si fueran siquiera un poco más brillantes, algunos instrumentos se verían aún más afectados: por ejemplo, una cámara como la del Observatorio Vera C. Rubin de la National Science Foundation estadounidense podría ver la mayoría de sus imágenes inservibles durante varias horas cada noche [3].
Las simulaciones de Olivier Hainaut partían del supuesto de que ningún satélite de Reflect Orbital dirigiría su haz directamente hacia un observatorio o cerca de él. Incluso en ese caso, la estela dejada por un solo satélite espejo podría arruinar una observación realizada con una cámara como la del Observatorio Rubin. Una vez que toda la flota de satélites de Reflect Orbital estuviera en órbita, todas las imágenes tomadas por dicha cámara se perderían cuando los satélites estuvieran iluminados por el Sol.
Sin embargo, no son solo las trayectorias entrecruzadas de los satélites lo que limita lo que podemos observar: su luz puede contaminar todo el cielo. Los satélites demasiado débiles para ser vistos directamente producen un velo de luz "difusa", mientras que la luz de los satélites más brillantes se "dispersa" en todas direcciones al atravesar la atmósfera. Ambos fenómenos aumentan el brillo general del cielo nocturno. Este estudio es el primero en examinar los impactos en la astronomía relacionados con la contribución de las constelaciones de satélites al brillo de fondo del cielo, revelando así la magnitud de la contaminación lumínica causada por los satélites.
Constelaciones muy brillantes como Reflect Orbital tendrían un impacto especialmente importante en el brillo del cielo de fondo. Con los 50 000 satélites de Reflect Orbital en servicio, el cielo sería globalmente de tres a cuatro veces más brillante.
Limitar el número de satélites para preservar el cielo nocturnoOlivier Hainaut concluye que los 1,7 millones de nuevos satélites propuestos tendrían consecuencias dramáticas para la astronomía terrestre. Estas repercusiones solo pueden evitarse limitando el número total de satélites, existentes y futuros, a 100 000, y estos deben ser lo suficientemente poco brillantes como para no ser visibles a simple vista desde un lugar oscuro.
"No es una cifra absoluta, del tipo 99 999 está bien y 100 001 está mal: obviamente, preferiría 50 000", explica Hainaut. "Pero 100 000 conlleva pérdidas de un orden de magnitud comparable al de otras pérdidas técnicas, como las averías de equipos". Sin embargo, añade que los satélites deben tener una magnitud visual inferior a 7 [4]; si algunos resultaran demasiado brillantes —superando el umbral mínimo de visibilidad a simple vista—, el número total debería ser mucho menor.
SpaceX y Reflect Orbital, responsables de las nuevas propuestas más extremas, han presentado cada una una solicitud de autorización de lanzamiento ante la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de Estados Unidos. Este nuevo estudio ha servido de base para la respuesta enviada a la FCC por ESO en relación con estas propuestas, en colaboración con la Real Sociedad Astronómica británica y la Unión Astronómica Internacional.
"La FCC ha recibido más de 1 800 comentarios sobre Reflect Orbital y cerca de 1 500 comentarios sobre la solicitud de SpaceX", explica Betty Kioko, responsable de asuntos institucionales de ESO, encargada de coordinar la respuesta de ESO a estas propuestas. "Ahora la pelota está en el tejado de la FCC, y esperamos ver qué decisiones toma respecto a estos dos expedientes. Para la astronomía óptica, se trata de una amenaza existencial, y esperamos que los reguladores compartan este punto de vista".
"La astronomía aporta un valor incalculable a la humanidad, tanto científica, técnica, económica como educativamente, y nos ayuda a comprender nuestro lugar en el Universo", declara Xavier Barcons, director general de ESO. "El elevado número de satélites previstos en órbita terrestre baja pone a prueba esta capacidad, subrayando la necesidad de limitar los futuros lanzamientos de satélites e incentivar a astrónomos, ingenieros, operadores de satélites y otras partes interesadas a colaborar para adoptar medidas de mitigación estrictas".
"El lanzamiento de miles de satélites tiene implicaciones económicas, ecológicas y astronómicas", añade Olivier Hainaut. La contaminación lumínica generada por las constelaciones de satélites muy brillantes puede tener repercusiones en la salud y el funcionamiento de la vida en la Tierra, alterando los relojes biológicos y los ecosistemas. Las grandes constelaciones también tienen impactos directos en la calidad del aire, debido a los numerosos lanzamientos necesarios para poner en órbita y mantener miles de satélites, así como a la contaminación atmosférica causada por su combustión al reingresar en la atmósfera al final de su ciclo de vida. "Mi oficio es la astronomía, por lo que cuantifico los efectos sobre la astronomía", explica Olivier Hainaut. "Espero que otros evalúen los demás impactos en su campo de experiencia".
Olivier Hainaut concluye: "La órbita terrestre baja es un litoral celeste que aporta un valor incalculable a la vida moderna, desde la conectividad global hasta nuestro acceso directo al Universo. Sin embargo, debemos gestionar la huella de las megaconstelaciones —desde la contaminación lumínica que afecta a la astronomía hasta los efectos atmosféricos del reingreso de los satélites— para garantizar que este recurso permanezca intacto y accesible para las generaciones futuras".
Notas
1 - El número de satélites actualmente en órbita asciende a 32 000 si se incluyen los satélites fuera de servicio y los desechos espaciales.
2 - El instrumento considerado para la simulación es FORS2, el caballo de batalla del VLT, que es representativo de las cámaras tradicionales que equipan los grandes telescopios.
3 - En cámaras como la del Observatorio Rubin, dotadas de una electrónica compleja y de alta densidad, una estela de satélite lo suficientemente brillante como para saturar el detector no solo provoca una amplia estela en una imagen astronómica, sino también una serie de estelas fantasma que multiplican las pérdidas y pueden potencialmente contaminar la imagen en su conjunto.
4 - Un satélite con una magnitud visual inferior a 7 garantiza que no saturará el detector de cámaras como la del Observatorio Rubin. Esto también significa, por coincidencia, que dichos satélites serían demasiado débiles para ser observados a simple vista, incluso bajo un cielo perfectamente oscuro.
Fuente: ESO