"Más allá del límite": la grave amenaza para el cielo nocturno que suponen un millón de satélites y espejos en el espacio
Una hora de satélites sobre el norte del desierto de Atacama (Crédito: F. Kamphues, ESO/M. Kornmesser)
Un nuevo estudio del Observatorio Europeo Austral (ESO) ha concluido que las propuestas actuales para lanzar más de 1,7 millones de satélites en órbita, incluidos los extremadamente brillantes, tendrían "consecuencias devastadoras para la astronomía". Según el estudio, para salvaguardar nuestra capacidad de observar el cielo nocturno con telescopios modernos, no deberían orbitar la Tierra más de 100.000 satélites tenues, es decir, por debajo de lo que puede detectar el ojo humano a simple vista. El estudio es el primero en calcular hasta qué punto las grandes y brillantes constelaciones de satélites —que también han suscitado preocupación sobre sus impactos en la salud y el medio ambiente— afectarían a las observaciones astronómicas al restarle oscuridad al cielo nocturno.
Desde 2019, el número de satélites en órbita terrestre ha aumentado rápidamente, hasta superar actualmente los 14.000 [1] (entre los que predominan los satélites de telecomunicaciones Starlink, de SpaceX). Las propuestas de satélites también han aumentado, tanto en número como en posible impacto. "Hasta ahora lo hemos conseguido, pero está empeorando", subraya Olivier Hainaut, quien ha participado en el desarrollo de recomendaciones para mitigar el impacto de las constelaciones de satélites en la astronomía. Aunque empresas como SpaceX han tomado medidas para hacer que sus satélites sean menos brillantes, las propuestas actuales de satélites están yendo "más allá del límite" de lo que la astronomía puede soportar, afirma. Hainaut, astrónomo en ESO desde hace más de 30 años, es autor del estudio revisado por pares sobre los impactos de las constelaciones de satélites, publicado hoy y aceptado para su publicación en Astronomy & Astrophysics.
SpaceX planea enviar un millón más de satélites a órbita para centros de datos espaciales, lo que alteraría significativamente la apariencia del cielo. El nuevo estudio muestra que, durante una gran parte de cada noche, cientos de satélites serían visibles y, en ciertos momentos, hasta varios miles, similar al número de estrellas que podrían observarse a simple vista bajo buenas condiciones. Otras constelaciones de satélites previstas, como el Cinnamon, de E-Space, y el CTC-1 y 2, de China, añadirían cientos de miles de satélites más en órbita, agravando el problema.
La empresa Reflect Orbital, una start-up estadounidense, pretende lanzar una constelación de satélites muy grandes en forma de espejo para proporcionar luz solar por la noche, con haces reflejados que se extienden al menos cinco kilómetros sobre la superficie terrestre. Tienen la intención de comenzar este año con un satélite prototipo en órbita, aumentando su población de satélites a 50.000 para 2035. Estos satélites serían los más brillantes jamás puestos en órbita, con consecuencias dañinas para los cielos oscuros en la Tierra. Los cálculos de Hainaut muestran que toda la constelación llenaría el cielo nocturno con cientos de satélites muy visibles. Visto desde dentro de un haz reflejado, el satélite que emite la luz solar parecería cuatro veces más brillante que la Luna llena. Incluso si ningún satélite apuntara su haz directamente a un observador, cada uno sería tan brillante como el planeta Venus, la 'estrella del alba'. Desde una ciudad contaminada por la luz, como Múnich (Alemania), estos cientos de satélites serían las únicas 'estrellas' visibles en el cielo nocturno.
Estas propuestas, combinadas con otras consideradas en el estudio, iluminarían drásticamente el cielo nocturno, dificultando la capacidad de la humanidad para observar objetivos cósmicos tenues, incluyendo galaxias lejanas, algunos planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas e incluso asteroides potencialmente peligrosos para la Tierra.
Senderos brillantes y cielos más claros
Hainaut explica que "los satélites, iluminados por el Sol, son mucho más brillantes que galaxias lejanas. Cuando un satélite cruza lo que observamos, deja una estela brillante en nuestra imagen, arruinando la observación de lo que sea que esté detrás."
Para calcular el impacto de este y otros efectos de las constelaciones de satélites en las observaciones astronómicas, Hainaut simuló las posiciones, el movimiento y el brillo de todas las constelaciones de satélites presentes y planificadas para el futuro.
Hainaut estudió la megaconstelación de satélites de SpaceX, revelando que, en observaciones nocturnas de dos horas obtenidas con el VLT (Very Large Telescope) de ESO (en el Observatorio Paranal, en Chile), aparecían decenas de estelas en cada imagen, representando pérdidas de campo de visión de hasta un 28% [2]. Esto supone que los satélites serían lo suficientemente tenues como para no verlos a ojo bajo buenas condiciones. Si fueran un poco más brillantes, algunos instrumentos se verían aún más afectados: por ejemplo, para una cámara como la del Observatorio Vera C. Rubin, de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., esto haría inutilizables la mayoría de sus imágenes durante varias horas cada noche [3].
Las simulaciones de Hainaut asumían que ningún satélite de la empresa Reflect Orbital apuntaría su haz directamente hacia o cerca de un observatorio. Aun así, el rastro de un solo satélite espejo podría estropear una observación con una cámara como la del Observatorio Rubin. Con toda la flota de satélites Reflect Orbital en órbita, todas las imágenes de una cámara así se perderían cuando los satélites fueran iluminados por el Sol.
Sin embargo, no son solo los cruces de caminos de los satélites lo que limita lo que podemos observar: su luz puede contaminar todo el cielo. Los satélites demasiado tenues para ser vistos a ojo, producen directamente un velo de luz 'difusa', mientras que la luz de satélites más brillantes se 'dispersa' en todas direcciones al atravesar la atmósfera. Ambos efectos aumentan el brillo general del cielo nocturno. Este estudio es el primero en considerar los impactos en la astronomía debido a la contribución de las constelaciones de satélites al brillo de fondo del cielo, revelando la magnitud total de la contaminación lumínica satelital.
Las constelaciones muy brillantes, como la de Reflect Orbital, tendrían un efecto particularmente significativo en el brillo del cielo de fondo. Con los 50.000 satélites Reflect Orbital al completo, el cielo sería hasta tres o cuatro veces más brillante en general.
Limitar los satélites para proteger el cielo nocturno
Hainaut concluye que los 1,7 millones de nuevos satélites propuestos tendrían consecuencias drásticas para la astronomía terrestre. Estos impactos solo pueden evitarse limitando el total, tanto de los satélites existentes como futuros, a 100.000 satélites lo suficientemente tenues como para no verse a simple vista desde un lugar oscuro. "No es un número fijo, no podemos decir que 99 999 sea bueno y 100 001 sea malo: claramente preferiría 50 000", declara Hainaut. "Pero 100.000 causa pérdidas a un nivel similar a otras pérdidas técnicas, como fallos de equipamiento." Sin embargo, añade, los satélites deben ser más tenues que la magnitud visual 7 [4]; si algunos de ellos son demasiado brillantes — por encima del umbral mínimo para la visibilidad a simple vista — el número total tendría que ser mucho menor.
SpaceX y Reflect Orbital, responsables de las propuestas más extremas, han solicitado permiso para lanzar sus satélites ante la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU. Este nuevo estudio ha servido de base para que ESO, en colaboración con la Royal Astronomical Society del Reino Unido y la Unión Astronómica Internacional, respondan a la FCC sobre estas propuestas.
"La FCC recibió más de 1800 comentarios sobre Reflect Orbital y casi 1500 comentarios sobre la solicitud por parte de SpaceX", explica Betty Kioko, responsable de coordinar la respuesta de ESO a las propuestas. "La pelota está ahora en la cancha de la FCC y estamos a la espera de ver las decisiones que toman en ambos casos. Para la astronomía óptica esto es una amenaza existencial, y esperamos que los reguladores compartan esa visión."
"La astronomía genera un enorme valor para la humanidad, incluyendo aspectos científicos, técnicos, económicos y educativos, y nos ayuda a entender nuestro lugar en el Universo", afirma el Director General de ESO, Xavier Barcons. "El gran número de satélites planeados en órbita baja terrestre desafía esa capacidad, subrayando la necesidad de limitar futuros lanzamientos de satélites y que la comunidad astronómica, la ingeniera y las personas responsables de operar los satélites, además de otros actores, trabajen juntos para adoptar medidas estrictas de mitigación".
"Enviar miles de satélites tiene implicaciones: económicas, ecológicas y astronómicas", añade Hainaut. La contaminación lumínica de constelaciones de satélites muy brillantes puede afectar la salud y el funcionamiento de la vida en la Tierra, al alterar 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 enviar y mantener miles de satélites, así como a la contaminación atmosférica causada al quemarse en la reentrada, al final de su vida útil. "Mi trabajo es la astronomía, así que cuantifico los efectos en la astronomía", explica Hainaut, "espero que otros evalúen los otros impactos en sus respectivos campos de especialización".
Hainaut concluye: "La órbita baja de la Tierra es una orilla celeste que aporta un valor inmenso a la vida moderna, desde la conectividad global hasta nuestro acceso claro al universo. Sin embargo, debemos gestionar la huella de mega-constelaciones —desde la contaminación lumínica, que afecta a la astronomía, hasta los efectos atmosféricos de la reentrada satelital— para asegurar que este recurso permanezca prístino y accesible para las futuras generaciones".
Notas
[1] El número de satélites actualmente en órbita aumenta a 32.000 si se incluyen satélites muertos y escombros.
[2] El instrumento considerado para la simulación es FORS2, el caballo de batalla del VLT, que representa a las cámaras de observación tradicionales en grandes telescopios.
[3] En cámaras como la del Observatorio Rubin, con electrónica compleja y de alta densidad, una estela de satélite lo suficientemente brillante como para saturar el detector provoca no solo una estela ancha en una imagen astronómica, sino también una serie de estelas fantasma que multiplican las pérdidas y que, potencialmente, pueden contaminar toda una imagen.
[4] Un satélite por debajo de magnitud visual 7 asegura que no sature el detector de cámaras como el del Observatorio Rubin. También significa, casualmente, que los satélites serían demasiado tenues para ser vistos a ojo, incluso bajo cielos oscuros y prístinos.
Información adicional
Esta investigación se ha presentado en un artículo de Olivier Hainaut (Observatorio Europeo Austral, Alemania), publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.
Una hora de satélites sobre el norte del desierto de Atacama
Número previsto de satélites sobre el VLT con 1 millón de satélites de SpaceX en órbita
Este diagrama muestra el número de satélites que serían visibles sobre el del VLT (Very Large Telescope) de ESO si SpaceX lanza su constelación, prevista en un millón de satélites.
Los cálculos se hicieron unas dos horas después del atardecer, bien entrada la parte realmente oscura de la noche. Los puntos grises son satélites en la sombra de la Tierra y, por tanto, invisibles, mientras que los puntos de colores son satélites iluminados. Los puntos naranjas, casi 2000 en total, corresponden a satélites más brillantes que magnitud 7 ( el brillo más tenue visible a ojo desde lugares extremadamente oscuros). Los puntos rojos, más de 200, son satélites más brillantes que magnitud 5, que corresponde a los objetos más tenues visibles a ojo desde una ubicación suburbana.
Crédito:ESO/O. Hainaut
Cantidad prevista de dispersión de la luz causada por los 50.000 satélites que prevé lanzar la empresa Reflect Orbital
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