Cuando los astrónomos soñaron por primera vez en el Observatorio Vera Rubin en la década de 1990, el cielo sobre el Cerro Pachón chileno, donde se ubicaría la máquina de observación de estrellas, se veía diferente a lo que hace hoy.
Salpicado de millones de estrellas, galaxias y nebulassolo ocasionalmente fue cruzado por un satélite solitario. Luego, solo unos años antes de la inauguración esperada del observatorio, la era de megaconstelaciones despegó, y los astrónomos se encontraron corriendo para encontrar formas de proteger las imágenes del telescopio de la contaminación por satélite. No tuvieron mucho tiempo.
Cuando la construcción del Observatorio de $ 680 millones comenzó en 2015, todo aún iba según el plan. Cuatro años después, Spacex lanzó el primer lote de Enlace de estrellas Los satélites de Internet, los trenes Starlink se convirtieron en una cosa, y los astrónomos se dieron cuenta de que los satélites, que orbitaban solo 340 millas (550 kilómetros) sobre la Tierra, eran demasiado brillantes para no interferir con sus observaciones. Vera Rubin, debido a su amplio campo de visión y sensibilidad excepcional, era sentir su presencia especialmente.
“Todas las características que hacen Observatorio de Vera Rubin Tan sorprendente para inspeccionar todo el cielo sureño también significa que verá un montón de estos satélites “, Meredith Rawls, una científica de investigación de la Encuesta Legacy de Espacio y Tiempo del Observatorio Vera C. Rubin (LSST) y un astrónomo de la Universidad de Washington, a Space.com.
El telescopio Vera Rubin, que abrirá los ojos al cielo a finales de este mes, tiene un espejo de 26 pies de ancho (8.4 metros), uno de los más grandes del mundo. También está equipado con la cámara más grande jamás construida para una astronómica telescopio -Un dispositivo de 5.4 pies de ancho (1.65 m) y 3,200 megapíxeles con 189 detectores CCD.
El telescopio podrá inclinar su espejo para cambiar su vista del cielo todas las noches para completar una encuesta de cielo entero cada tres días. En cada barrido de la cúpula celestial, el telescopio no solo capturará las miríadas de estrellas y distante galaxias Invisible para el ojo humano, pero también los miles de satélites que son millones de veces más brillantes que esos precioses objetivos astronómicos. Y este problema solo empeorará con el tiempo.
Inicialmente, SpaceX estaba hablando de una constelación de 12,000 satélites, pero ahora planea una flota de 42,000 naves espaciales. Otras operaciones de banda ancha, como Amazon’s Red de kuiper y los proyectos chinos GuowangQianfan y Geespace: tienen la intención de lanzar decenas de miles de satélites propios. Actualmente, alrededor de 10,000 satélites orbitan tierra, Pero el número podría aumentar a 100,000 en la próxima década si todos esos planes se fructíe.
“Es lamentable que este gran aumento [in the number of satellites] coincide con la década de la operación de Vera Rubin “, dijo Rawls.” Es frustrante existencialmente que estemos poniendo un montón de cosas en órbita que interfieren con nuestras opiniones del cosmos “.
Rawls ha trabajado en el proyecto del Observatorio Vera Rubin desde 2016, desarrollando inicialmente algoritmos de procesamiento de imágenes para filtrar fallas de los sensores de la cámara y detectar fenómenos celestiales inesperados como las explosiones de supernova. La llegada de Starlink y sus contrapartes la obligaron a reenfocarse. Hoy, desarrolla técnicas para marcar la presencia de satélites en las imágenes y los distingues de los objetos de interés astronómico, incluidos los asteroides que pasan.
Aún así, Rawls dijo que el problema de racha satelital no es una amenaza de muerte para la misión científica de Vera Rubin. Ella describe las rayas satelitales más como “Bugs en un parabrisas” en una noche de verano, oscureciendo la vista a veces, pero no arruinándola por completo.
“Es cierto que una gran fracción de exposiciones contendrá una racha satelital, pero el campo de visión es grande, por lo que el número de píxeles reales que se ven afectados es muy pequeño”, dijo Rawls. “A lo sumo, [the satellite streaks] tienen unos cientos de píxeles de ancho. Pero un solo detector tiene 4.000 píxeles, y la cámara tiene 189 detectores CCD que rastrean el cielo “.
Noelia Noël, profesora de astrofísica en la Universidad de Surrey en el Reino Unido, le dijo a Space.com que se espera que hasta el 40% de las imágenes capturadas por el telescopio Vera Rubin durante su misión de 10 años tengan rayas en ellas.
“Si toma 10 millones de imágenes, más de 4 millones de ellas podrían degradarse”, dijo Noël, quien también forma parte del proyecto LSST de Vera Rubin. “Esta es una gran pérdida de dinero de los contribuyentes. Una noche de observaciones de Vera Rubin cuesta algo así como £ 60,000 [about $81,000]. Entonces, si arruinas las imágenes, es tu dinero que vas a desperdiciar “.
Además de eclipsar objetos de interés legítimos, los satélites también podrían confundirse con fenómenos celestiales reales. En 2021, por ejemplo, un grupo de científicos pensó que una estrella explotó en la galaxia más antigua conocida cuando observaron Un brillo repentino en imágenes tomadas por el telescopio Keck en Hawai. Más tarde resultó que, cuando los astrónomos apuntaban su instrumento en la galaxia, un pedazo de escombros pasó frente a su campo de pocos, reflejando la luz solar.
“No queremos dar a las personas un catálogo de datos donde se supone que cada píxel es una estrella real, y luego sorprender, un tercio de ellos son solo detecciones brillantes en las que estaba en el sendero satelital”, dijo Rawls.
Los algoritmos desarrollados por Rawls y sus colegas utilizarán un método de apilamiento para comparar múltiples imágenes de la misma parte del cielo para detectar valores atípicos y marcarlas. Si aparece un objeto brillante en una imagen y desaparece en la siguiente, es más probable que pase un satélite que un explosión estelar O atenuado, dijo Rawls.
Las megaconstelaciones como Starlink son solo una parte del problema. En 2022, la compañía estadounidense Ast Spacemobile comenzó a desplegar una constelación de su Satélites Bluebird – Esencialmente matrices de antena gigante, cada una que cubre 693 pies cuadrados (64 metros cuadrados). Los satélites están destinados a proporcionar 5G a través de satélite directamente a los usuarios de teléfonos inteligentes en la Tierra, pero también son increíblemente brillantes. Son tan brillantes, de hecho, que el telescopio Vera Rubin debe planificar sus pases por adelantado para evitarlos, según Rawls.
“Sería un desperdicio de 30 segundos mirando esa parte del cielo con esa cosa súper brillante”, dijo Rawls. “Afortunadamente, todavía no hay muchos de estos satélites súper grandes y súper brillantes. Pero me preocupa que pueda cambiar en los próximos años”.
La cantidad de vistas del cielo preciosas de Vera Rubin se oscurecerá por los satélites que pasan y cuánta ciencia se perderá como resultado. Rawls espera que intente satélites oscurecidosya probado por SpaceX con efectos limitados, eventualmente tendrá éxito, reduciendo la contaminación de la luz al mínimo.
La Unión Astronómica Internacional (IAU) ha pedido previamente a los fabricantes de satélites que se esfuerzan por hacer que sus satélites sean invisibles a simple vista, un equivalente de magnitud 7 en la escala utilizada para medir el brillo de los objetos celestiales. La escala de magnitud es inversa al brillo y logarítmico real, lo que significa que cada grado posterior es 2.5 veces más tenue que el anterior. Hasta ahora, los satélites de Starlink anotan entre las magnitudes 3 y 5.
“Si los operadores satelitales pudieran mantener su hardware en aproximadamente el límite de brillo de IAU, entonces el impacto en la astronomía terrestre sería mínimo”, dijo Rawls. “En la práctica, eso no está sucediendo, porque es realmente difícil hacer cosas tan oscuras”.
Sin embargo, algunos vislumbres de esperanza pueden estar apareciendo en el horizonte. La compañía con sede en el Reino Unido, Surrey Nanosystems, ha introducido recientemente un Nuevo tipo de pintura espacial Eso es fácil de aplicar, resistente al entorno espacial duro y refleja tan poca luz que podría alcanzar la reducción de brillo necesario. Puede estar listo justo a tiempo.