Las megaconstelaciones amenazan con robarnos el cielo: los satélites afectarán al 96% de las observaciones espaciales

No es un misterio que los astrónomos y especialistas en observar el espacio están en pie de guerra contra las empresas detrás de las megaconstelaciones de satélites que inundarán el cielo nocturno en España. Un estudio científico ahonda sobre el peligro que suponen para la astronomía espacial.

El análisis, firmado por Alejandro S. Borlaff, Pamela M. Marcum y Steve B. Howell del Centro de Investigación Ames de la NASA y publicado en la revista Nature, refleja con datos el impacto profundo que tendrán las megaconstelaciones en las imágenes de algunos observatorios espaciales.

Concretamente, el 96% de las imágenes obtenidas de algunos de estos observatorios espaciales en la órbita baja terrestre (LEO) podrían verse contaminadas en la próxima década debido a la contaminación lumínica producida por estos equipos.

El gran problema de las megaconstelaciones

Tanto Borlaff como su equipo estudiaron no solo el número cada vez más creciente de satélites ubicados en la órbita alrededor de la Tierra, sino que simularon las observaciones de nada menos que cuatro telescopios espaciales de alto calado.

Estos fueron el telescopio espacial Hubble, el SPHEREx de la NASA, el propuesto ARRAKIHS de la ESA y el futuro Xuntian de China. Plantearon observaciones en órbitas de entre 400 y 800 kilómetros, a medida que la población de satélites crece.

Rastro de los satélites de Starlink en el cielo SKAO Omicrono

Los hallazgos de Borlaff y sus compañeros no fueron alentadores. Con un futuro en el que se estima habrá nada menos que 560.000 satélites en órbita para 2037 —según una base de datos de lanzamientos de satélites planificados—, un 39,6% de las imágenes del Hubble quedarían afectadas.

El Hubble sería el telescopio menos afectado con diferencia, debido a que los autores vaticinaron que el 96% de las imágenes obtenidas por los otros tres telescopios se verían contaminadas.

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En cifras, los autores predijeron que el número promedio de satélites observados por exposición sería de 2,14 para el Hubble, 5,64 para el SPHEREx, 69 para el ARRAKIHS y 92 para el Xuntian. Y ya hay signos de que esto podría pasar.

Y es que el número de satélites ubicados en órbita ha pasado de 2.000 en el año 2019 a la mareante cifra de 15.000, debido sobre todo a la reducción en los costes de lanzamiento de las cargas útiles de este estilo al espacio.

Satélites Starlink

Recordemos que el telescopio espacial Hubble comparte espacio con estos satélites, ya que se sitúa en una órbita a una altura de entre 530 y 590 kilómetros de altura. A medida que los satélites orbitan, el Hubble puede capturar la luz reflejada en estos satélites, inutilizando sus observaciones.

En el estudio denuncian cómo las reflexiones de los satélites son, además de extremadamente brillantes para los telescopios profesionales, visibles a simple vista. Unas estelas que ya afectan a las imágenes astronómicas "en todo el espectro electromagnético".

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Y este hecho no presenta problemas únicamente sobre los observatorios terrestres, siendo el caso del Hubble la mayor prueba de ello. El número actual de satélites que hay en la órbita LEO es menos de un 3% el número de los que se lanzarán en la próxima década.

"Nuestros resultados demuestran que la contaminación lumínica es una amenaza creciente para las operaciones de los telescopios espaciales", recoge el estudio de Barloff, en el que también se proponen medidas para mitigar estos efectos.

Starlink.

Una muestra de todo esto reside en la constelación de satélites artificiales del sistema Iridium que, hasta el año 2019, era la más grande. En ese momento, las emisiones de radio en la banda de los 1.621 a 1.628 MHz se consideraron como las primeras fuentes de contaminación.

Concretamente, fueron una de las primeras fuentes de contaminación electromagnética procedente del espacio que se abordaron en los sistemas de calibración de los observatorios terrestres. En aquel momento, Iridium poseía 75 equipos espaciales.

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El número del resto de satélites, como aclaran en el estudio, ha ascendido a 15.000 y aspira a convertirse en más de 560.000. "Durante este período, las propuestas de satélites de telecomunicaciones a la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) y la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) ha aumentado en dos órdenes de magnitud".

Así, y si se cumplen a rajatabla las previsiones —o lo que es lo mismo, si todas las solicitudes presentadas en la FCC se traducen en lanzamientos—, habrá más de medio millón de satélites para finales de la década del 2030.

Satélites de Starlink.

No es para menos; las estelas de satélite que pasan sobre un objetivo científico pueden inutilizar totalmente la observación, gracias a unas estelas que de hecho son observables a simple vista, interfiriendo con los observatorios en todos los rangos de longitud de onda 8-10.

Un ejemplo refiere a los telescopios terrestres de cambio amplio como el Observatorio Vera Rubin. Estudios que asumen constelaciones de 26.000 a 48.000 satélites —significativamente menos a lo mencionado anteriormente— predicen que el 20% de las imágenes de media noche presentarán estelas satelitales.

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El estudio incide sobre el hecho de que estos satélites se detectan con la luz solar que reflejan, siendo especialmente visibles al anochecer, después del atardecer y antes del amanecer. También emiten radiación infrarroja térmica y longitudes de onda de radio.

Por si fuera poco, algunos métodos de mitigación llevados por SpaceX, que incluyeron recubrimientos oscuros y sistemas de bloqueo óptico, han "demostrado ser ineficientes para reducir la presencia de estas estelas satelitales en los datos de imágenes astronómicas".

Megaconstelación de SpaceX.

Otras técnicas, que han incluido una pausa en las operaciones de los telescopios terrestres en los crepúsculos vespertinos y matutinos, han resultado ser algo más efectivas. Pero siguen molestando a algunos programas científicos de observación cruciales.

El análisis recuerda ejemplos como los estudios de descubrimiento y mapeo de asteroides peligrosos desconocidos que cruzan la órbita terrestre; estos solo se pueden realizar en observaciones al atardecer y al amanecer, cuando las estelas satelitales son más comunes.

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Este es un fenómeno que ya está ocurriendo. Un estudio reciente reveló que aproximadamente el 4,3% de las imágenes obtenidas por el Hubble entre 2018 y 2021 ya tenían estas estelas artificiales. Aunque no siempre es así.

Cabe aclarar que el hecho de que un satélite cruce directamente el campo de visión de un telescopio no es sinónimo de que la estela satelital se vea en los datos; la magnitud del brillo superficial de una estela satelital depende de muchos factores concretos.

Una hilera de satélites Starlink. iStock

Esto, curiosamente, genera otro problema. La limitada disponibilidad de información específica sobre la forma y las propiedades ópticas de los satélites comerciales impide realizar predicciones precisas del brillo de las estelas satelitales.

Algunas soluciones propuestas por el equipo pasan por el despliegue satelital de equipos en órbitas algo más bajas a las que operan los telescopios. Sin embargo, las emisiones de estos satélites en estas órbitas más bajas podrían causar implicaciones en la capa de ozono del planeta.

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La mitigación, dicen los autores, solo es posible una vez se produzca una cuantificación cuidadosa. El gran problema de la posición de los satélites en órbitas más bajas implica un aumento en la cantidad de nanopartículas de óxido de aluminio en la estratosfera terrestre.

De ahí el agotamiento de la capa de ozono a medida que aumentan las megaconstelaciones. "Es fundamental designar capas orbitales seguras y limitadas para un uso sostenible del espacio", dijeron los autores en el estudio.

La antena para conectarse a los satélites de Starlink Starlink Omicrono

Las primeras reacciones al estudio sobre el impacto de las megaconstelaciones no se han hecho esperar. Olga Zamora, astrónoma de Soporte del Instituto de Astrofísica de Canarias, remarca lo insuficiente de las declaraciones de Elon Musk al respecto.

Cuando comenzaron a lanzarse los primeros Starlink, Musk se defendió con una ristra de promesas vacías y propuestas cuanto menos, extrañas. En ese momento, el magnate propuso situar los telescopios en el espacio para evitar la contaminación lumínica.

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La novedad, dice Zamora, es que "es una visión global del futuro si los planes de lanzamiento de las constelaciones se llevan a cabo, que pone en jaque a los telescopios espaciales de máximo interés científico".

Estos resultados, según el juicio de la astrónoma, demuestran "que una parte muy importante de los satélites son detectables para los telescopios incluso sin ser iluminados directamente por el Sol y, excepcionalmente brillantes en el infrarrojo".