Els satèl·lits amenacen l’astronomia, però hi ha científics que hi veuen una oportunitat

Les estrelles del cel competeixen de nit amb milers de satèl·lits. El nombre d’intrusos no para de créixer a mesura que proliferen les constel·lacions de satèl·lits, amb empreses que projecten llançar milers d’orbitadors per transmetre a la Terra internet i altres senyals de comunicació. Entre aquestes empreses destaquen SpaceX, que ja ha llançat milers de satèl·lits Starlink, i Amazon, que té previst posar en marxa el seu Project Kuiper a finals d’any.

I això és un problema cada vegada més important per als astrònoms que estudien l’Univers des de la superfície del nostre món. Com diu Eric Burns, astrònom de la Universitat Estatal de Louisiana, “és un tema candent". "El nombre de satèl·lits és tan elevat que redueixen la sensibilitat dels telescopis terrestres”, afegeix.

Un nou tipus de telescopi

Molts astrònoms han expressat fortes crítiques a aquestes constel·lacions pels efectes actuals i futurs que tenen sobre els seus estudis. Però Burns i altres científics s’estan plantejant fer de la necessitat virtut. ¿I si tots aquests satèl·lits que ara són una interferència contribuïssin a l’avenç de l’astronomia en potenciar l’accés des de terra als senyals dels satèl·lits?

El que veuen aquests astrònoms és la possibilitat d’un nou tipus de telescopi que seria possible gràcies a les megaconstel·lacions. En una proposta que Burns i els seus col·legues tenen la intenció de presentar aviat a les empreses privades que construeixen aquestes constel·lacions, demanen que milers de diminuts detectors de rajos gamma puguin viatjar a l’espai juntament amb els satèl·lits. Per separat, cada detector seria molt poc potent. Però si se n’ajunten molts dintre d’una megaconstel·lació formada per molts milers de satèl·lits, la potència d’aquest sistema rivalitzaria amb Swift i Fermi, els dos observatoris de rajos gamma a l’espai gestionats per la NASA.

L’impacte seria considerable. Les explosions de rajos gamma són el segell distintiu dels fenòmens més catastròfics de l’Univers des del Big Bang. Aprofundir en la investigació d’aquests fenòmens potser ajudaria a respondre les preguntes actualment més transcendents, com ara què constitueix el nucli de les estrelles de neutrons o de quina manera el comportament de l’energia fosca podria revelar la forma de l’Univers.

“Són unes de les preguntes més importants que es poden fer en astronomia”, diu Burns. “Podríem utilitzar els milers de detectors de rajos gamma com un únic telescopi, coherent i extremadament potent, que observaria tot l’Univers i seria més sensible que tot el que s’ha fet fins ara”.

Estudi de la ionosfera

La idea ja té precedents. El 2011, Iridium Communications va transportar a l’espai instruments de recerca en col·laboració amb uns científics. Al voltant de 30 satèl·lits d’Iridium –que normalment transmeten comunicacions de veu i dades a la Terra– contenen també dosímetres que mesuren la radiació a l’òrbita terrestre baixa en el context del programa REACH, una col·laboració entre científics i la Força Aèria dels Estats Units.

I tots els satèl·lits d’Iridium, més de 60, porten magnetòmetres per al programa AMPERE, dirigit pel Laboratori de Física Aplicada de la Universitat Johns Hopkins, que estudia com entra l’energia a la ionosfera de la Terra des de la seva magnetosfera.

Alexa Halford, cap adjunta de laboratori al Centre Espacial Goddard de la NASA, diu que les lectures d’Iridium són una important font de dades sobre la radiació. El seu estudi posa de manifest la connexió entre la magnetosfera de la Terra i la seva atmosfera, i com totes dues col·laboren per protegir la superfície terrestre de les pluges de fortes radiacions procedents de l’espai.

Halford creu que cal parar més atenció a les interferències de les megaconstel·lacions amb els telescopis que hi ha a la superfície de la Terra: “L’astronomia terrestre és extraordinàriament important i hem d’actuar amb responsabilitat”. D’altra banda, pensa que introduir instruments científics en més satèl·lits té un gran potencial: “El fet de tenir més dades ens pot donar una imatge més completa de tot plegat. Em costaria molt dir que no”.

Evitar tempestes geomagnètiques

SpaceX ja comparteix algunes dades amb científics en el marc d’un acord que podria beneficiar totes dues parts. Tzu-Wei Fang, una científica de l’Administració Nacional Oceànica i Atmosfèrica dels EUA especialitzada en previsió meteorològica espacial, va començar a col·laborar amb SpaceX després del llançament catastròfic del febrer del 2022. Aquesta empresa va veure aleshores com esclataven en flames 38 dels 49 satèl·lits Starlink que acabava d’estrenar.

L’anàlisi a posteriori efectuada per Fang va demostrar que una petita tempestat geomagnètica va fer augmentar la densitat de l’aire a les altures en què tenen lloc les òrbites terrestres baixes. Així doncs, en lloc d’entrar en òrbita, els satèl·lits Starlink van xocar amb un aire dens i calent i es van fer miques. “Ara com ara ningú és capaç de circular en l’òrbita terrestre baixa, perquè no tenim els satèl·lits adequats”.

Després d’aquest incident, SpaceX va acceptar compartir durant un any les dades de posicionament i velocitat dels seus aproximadament 4.000 satèl·lits Starlink, cosa que va donar a Fang i els seus col·legues l’oportunitat d’estudiar el tipus de resistència orbital que havia destruït els del llançament del 2022. Això es podria traduir en unes previsions meteorològiques espacials força millors, i donaria als satèl·lits més temps per reaccionar davant d’un augment de la densitat de l’aire pujant a una altura orbital més segura, “fet que –com diu Fang– en última instància beneficiarà a tothom”.

Dificultats tècniques

Obtenir dades científicament útils de les constel·lacions de satèl·lits comporta obstacles tècnics. Els satèl·lits es mouen molt de pressa a l’òrbita terrestre baixa i fan un circuit orbital sencer en uns 90 minuts. Per tant, no és gens fàcil combinar les dades d’una constel·lació de molts satèl·lits.

I hi ha limitacions molt estrictes per posar en òrbita els equips i materials científics. Com que els satèl·lits de comunicacions d’òrbita terrestre baixa, com els Starlink de SpaceX, tenen una vida útil curta –uns cinc anys–, els detectors han de ser econòmics. En canvi, el telescopi espacial Hubble va costar l’equivalent a uns 16.000 milions de dòlars actuals, però s’espera que duri uns 40 anys.

A més, no s’hi podria afegir res a l’últim moment. Els enginyers de satèl·lits haurien de modificar els dissenys per donar cabuda a les noves càrregues útils i introduir millores en les fonts d’energia i els enllaços de dades.

La incertesa de les empreses

Cap de les empreses que estan creant aquestes enormes constel·lacions de satèl·lits ha dit si estaria disposada a desplegar detectors de rajos gamma o altres sensors nous que ajudin els científics. Quan se’ls va demanar que comentessin aquesta idea, SpaceX es va negar a respondre i OneWeb, que fa poc ha acabat de fer una altra constel·lació més petita, ni tan sols va contestar a la petició. El projecte Kuiper, la constel·lació de la plataforma de comerç electrònic Amazon, que podria llançar els seus primers satèl·lits a finals d’aquest any, afirma que ha convidat Eric Burns a presentar-li una proposta.

Alexa Halford assenyala que incrementar la col·laboració amb les empreses que creen aquestes constel·lacions podria beneficiar a tothom sense abarrotar encara més el cel: “No és una solució fantàstica, però crec que és la millor que tenim”.

De moment, la responsabilitat de negociar per separat amb empreses indecises, com SpaceX, no ha fet sinó frustrar els astrònoms. Burns creu que potser ja seria hora que el govern intervingués per garantir que els perjudicis ocasionats a la ciència per les megaconstel·lacions siguin els mínims.

Burns espera que, amb una participació més gran, els científics i els fabricants de satèl·lits aprenguin a col·laborar. “Crec que aquesta idea d’instal·lar instruments científics a les megaconstel·lacions seria beneficiosa per a totes dues parts. Si estan oberts a acceptar-ho, és una solució encara millor”.