Radiațiile emise de sateliții lui Elon Musk perturbă activitatea astronomilor

Într-o noapte senină, dacă privești cerul după o lansare a rachetei Falcon 9 a SpaceX, poți observa o „trenă” luminoasă formată din sateliți Starlink care traversează bolta cerească. Acest spectacol, cunoscut sub numele de „Starlink train”, apare atunci când o serie de sateliți proaspăt lansați reflectă lumina soarelui înainte de a se dispersa și a deveni parte a rețelei globale Starlink. Însă, dincolo de acest fenomen vizibil, există o poluare invizibilă și mult mai gravă: radiațiile radio emise de aceste mega-constelații private compuse mai ales din sateliții lui Elon Musk, care perturbă grav capacitatea astronomilor de a studia universul.

Radiațiile invizibile care ne blochează accesul la cosmos

Dacă ochii noștri ar putea detecta radiațiile radio, cerul ar fi plin de puncte luminoase și flash-uri continue, care ar acoperi semnalele provenite de la obiecte aflate dincolo de orbita joasă a Pământului (LEO). Spre deosebire de poluarea luminoasă vizibilă doar noaptea sau în perioadele imediat după lansarea sateliților, aceste interferențe radio sunt prezente permanent, afectând observațiile astronomice în orice moment.

Cercetătorii trag un semnal de alarmă și avertizează că, dacă această situație nu este controlată, ne apropiem rapid de un „punct de inflexiune” după care observatoarele radio de pe Pământ ar putea deveni complet „oarbe” la semnalele cosmice.

UE riscă un blocaj major în tranziția energetică: Curtea de Conturi Europeană avertizează asupra deficitului de materii prime critice până în 2030

21:46

Studiu BNR: Fără PNRR, economia României ar fi crescut semnificativ mai lent între 2022 și 2024

21:34

Benjamin Winkel, astronom radio la Institutul Max Planck pentru Radioastronomie din Germania, a declarat pentru Live Science:

„Practic, asta ar însemna că radioastronomia de pe Pământ nu ar mai fi posibilă. Va ajunge într-un punct în care operarea unui telescop radio nu va mai avea sens.”

La ritmul actual de creștere a mega-constelațiilor de sateliți, un astfel de scenariu ar putea deveni real în următorii 30 de ani, spun experții.

Importanța radioastronomiei în explorarea universului

Radioastronomia ne oferă o perspectivă unică asupra cosmosului, permițând detectarea unor structuri și fenomene invizibile în lumina vizibilă. Prin intermediul undelor radio, oamenii de știință studiază de la jeturile energetice emise de găurile negre supermasive până la modificările subtile ale traiectoriilor asteroizilor apropiați de Pământ.

Telescopurile radio descoperă constant fenomene misterioase, precum exploziile rapide de unde radio (fast radio bursts) – impulsuri milisecundare de radiație extrem de energetică, unele repetându-se periodic – care provin de la obiecte super-dense și puternic magnetizate, cum ar fi stelele neutronice. De asemenea, aceste observații oferă informații valoroase despre „Epoca Reionizării”, la aproximativ 400 de milioane de ani după Big Bang, când primele stele și galaxii au început să se formeze.

Instituții precum Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) preferă să caute semnale extraterestre în spectrul radio, deoarece civilizațiile avansate ar putea folosi aceste frecvențe pentru comunicare, la fel ca și oamenii.

Spectrul radio și interferențele din ce în ce mai mari

Spectrul electromagnetic radio acoperă frecvențe de la aproximativ 3 kHz până la peste 300 GHz, corespunzând unor lungimi de undă de la peste 100 km până la 1 mm. Totuși, astronomii se concentrează în special pe intervalul 1 MHz – 100 GHz, unde pot detecta semnale relevante.

Cele mai mari ansambluri de telescoape radio vizează frecvențe și mai restrânse: de exemplu, cel mai mare telescop unic din lume, FAST din China, operează între 70 MHz și 3 GHz, iar Square Kilometre Array Observatory (SKAO), o rețea extinsă de telescoape din Australia și Africa de Sud, scanează între 50 MHz și 14 GHz.

Din păcate, aceste benzi de frecvență sunt tot mai afectate de zgomotul radio generat de sateliții Starlink și alte constelații similare.

Radiația electromagnetică neintenționată – o problemă în creștere

În timp ce semnalele deliberate transmise de sateliți către stațiile de sol (downlink-uri intenționate) sunt o sursă de interferență, cea mai mare amenințare pentru radioastronomie o reprezintă radiația electromagnetică neintenționată (UEMR) – undele radio care scăpără involuntar din sateliți în orice moment.

„Aceasta nu era o problemă când numărul sateliților era redus,” explică Federico Di Vruno, astronom radio la SKAO. „Dar acum situația s-a schimbat dramatic.”

Studiul care a pus problema în lumină

Di Vruno și colegii săi au folosit rețeaua europeană LOFAR (Low-Frequency Array) pentru a monitoriza un grup de sateliți Starlink din prima generație. Rezultatele, publicate în 2023, au arătat că acești sateliți emană radiații radiații electromagnetice cu frecvențe între 110 și 188 MHz, o porțiune semnificativă din spectrul de operare al LOFAR (10 – 240 MHz), folosit pentru detectarea semnalelor provenite de la pulsați, vânt solar, raze cosmice și galaxii din Epoca Reionizării.

Benjamin Winkel, coautor al studiului, a declarat pentru Live Science:

„Nu ne-a surprins că am detectat ceva, dar nu ne-am așteptat ca nivelul să fie atât de ridicat.” Și ceea ce a urmat a fost și mai șocant.

În septembrie 2024, Di Vruno și Winkel au fost coautori ai unui studiu ulterior, care a arătat că sateliții Starlink din Generația 2 mai noi emiteau de peste 30 de ori mai mult radiații electromagnetice decât predecesorii lor, chiar dacă cercetătorii avertizaseră anterior SpaceX cu privire la concluziile studiului inițial. Această radiație era emisă în aproximativ aceeași lățime de bandă de frecvență ca și sateliții din Generația 1.

Și SpaceX nu va fi singura sursă de radiații electromagnetice. Alte companii, agenții și țări lansează, de asemenea, constelații de sateliți concurente. Acestea includ Project Kuiper al Amazon, rețeaua OneWeb a Eutelsat (care este lansată de SpaceX), rețeaua IRIS² a Uniunii Europene, sateliții gigantici de comunicații ai AST SpaceMobile și constelația Qianfan din China, sau „O Mie de Pânze”, a remarcat Di Vruno.

„Nu știm încă câte radiații electromagnetice vor emite aceste nave spațiale”, a spus Winkel. „Fiecare satelit va avea astfel de radiații, dar rămâne de văzut la ce nivel.” Prin urmare, multe alte frecvențe ar putea fi afectate, a adăugat el.

Închiderea „ferestrelor” cosmice

Pe lângă faptul că se suprapune cu frecvențele semnalelor îndepărtate, UEMR este, de asemenea, mult mai intensă sau mai luminoasă decât obiectele radio-emitente naturale.

De exemplu, radiațiile electromagnetice emise de sateliții Starlink din Generația a 2-a sunt de până la 10 milioane de ori mai luminoase decât cele mai slabe obiecte radio-vizibile de pe cerul nopții, care includ galaxii antice situate la miliarde de ani-lumină de Pământ.

„Această diferență este similară cu cele mai slabe stele vizibile cu ochiul liber și cu luminozitatea lunii pline”, a declarat anterior Cees Bassa, astronom la Institutul Olandez pentru Radioastronomie  și autor principal al studiului din 2024.

A încerca să detectezi semnale de dincolo de unul dintre acești sateliți este „ca și cum ai face o fotografie în timp ce cineva îți îndreaptă o lanternă”, a spus Winkel. Unele radiotelescoape, cum ar fi LOFAR, vor fi afectate mai puternic decât altele, din cauza frecvențelor în care sunt specializate, dar toate radiotelescoapele vor fi afectate „în moduri diferite”, a spus Di Vruno.

Studiile care necesită seturi de date pe termen lung vor fi deosebit de susceptibile la interferențe, deoarece există o șansă mai mare ca sateliții cu scurgeri să treacă peste ele în timpul perioadei de colectare a datelor.

„Deoarece unele proiecte trebuie să înregistreze continuu date timp de ore, zile, luni sau ani, chiar și semnalele de interferență minuscule pot avea un impact statistic asupra rezultatelor”, a spus Winkel. „Și poate că astronomul care analizează datele nici măcar nu este conștient de acest lucru.”

Legăturile descendente intenționate, care sunt trimise în frecvențe multiple de peste 1 GHz, sunt, de asemenea, extrem de luminoase și apar adesea în tandem cu UEMR, exagerând aceste efecte. Pe măsură ce problema se agravează, anumite frecvențe vor deveni din ce în ce mai greu de studiat.

Apropierea punctului de inflexiune

În luna mai, existau 11.700 de sateliți activi care orbitează Pământul. Peste 7.300 dintre aceștia (peste 60%) sunt sateliți Starlink, care au fost lansați din 2019, potrivit lui Jonathan McDowell, astronom la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică, care urmărește lansările și reintrarea sateliților din 1986.

Dar acesta este doar începutul. Peste 1 milion de sateliți au fost propuși de diverse organizații din întreaga lume. Și, deși majoritatea acestora s-ar putea să nu fie niciodată lansate, mulți experți sunt de acord că am putea avea în cele din urmă până la 100.000 de sateliți privați în LEO, potențial chiar până în 2050. Acesta va fi probabil numărul maxim care poate fi susținut simultan fără ca sateliții să se ciocnească unii de alții.

Dacă se atinge acest număr maxim, există „posibilitatea reală” să ajungem la un punct de inflexiune, dincolo de care radioastronomia terestră ar deveni practic imposibilă, a spus Di Vruno.

Nu toate frecvențele radio vor fi afectate. Cu toate acestea, lungimile de undă ascunse se vor pierde probabil definitiv, iar frecvențele neafectate este puțin probabil să producă la fel de multe descoperiri semnificative, a adăugat el.

În acest moment, nu am mai putea „observa semnale slabe departe în univers”, ceea ce ar fi „o problemă serioasă”, a declarat pentru Live Science Fionagh Thomson, cercetător la Universitatea Durham din Anglia, specializat în etica spațială și care nu a fost implicat în cercetarea LOFAR.

De asemenea, o parte din radioastronomie ar putea fi încă realizabilă din spațiu, la o scară mai mică. De exemplu, există planuri de construire a unui radiotelescop pe Lună. Cu toate acestea, acest lucru ar fi foarte costisitor și ar capta date limitate în comparație cu suita actuală de radiotelescoape de pe Pământ.

Dar chiar dacă evităm „cel mai rău scenariu”, riscăm să ne limităm sever capacitățile astronomice, cu excepția cazului în care operatorii de sateliți și cercetătorii pot găsi soluții viabile la problemă, a spus Thomson.