Crecientes preocupaciones por la radio y la astronomía espacial: preguntas y respuestas con Harvey Liszt

Hablamos con el presidente de IUCAF sobre cómo el Comité aborda los desafíos de asignación de radiofrecuencia que vienen con la comercialización de 5G, radares de cartografía terrestre y más.

El Comité Científico de Asignaciones de Frecuencia para Radioastronomía y Ciencias Espaciales (IUCAF), formado en 1960, trabaja en el campo de la gestión del espectro en nombre de las radiociencias pasivas, como la radioastronomía, la teledetección, la investigación espacial y la teledetección meteorológica. El mandato de IUCAF es estudiar y coordinar los requisitos para las asignaciones de radiofrecuencia establecidos por las ciencias antes mencionadas y dar a conocer estos requisitos a los organismos nacionales e internacionales responsables de las asignaciones de frecuencias.

IUCAF tiene como objetivo garantizar que las emisiones perturbadoras de otros servicios de radio no interfieran con las ciencias mencionadas. La IUCAF está particularmente preocupada por las transmisiones de radio desde aviones, vehículos espaciales y servicios de telecomunicaciones terrestres.

IUCAF tiene posición oficial como organización sin derecho a voto en la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), ubicada en Ginebra, Suiza; es un miembro sectorial del UIT-R.

Habiendo sido formado por dos miembros del ISC, el Unión Astronómica Internacional (IAU) y el Unión Internacional de Radiociencia (URSI) junto con la Comité de Investigaciones Espaciales (COSPAR), IUCAF celebró recientemente sus 60th aniversario.

Hablamos con el presidente del Comité, Harvey Liszt, sobre los logros, las metas y las preocupaciones futuras de la IUCAF para las ciencias de la radio.

¿Cómo opera IUCAF?

La mayor parte de lo que hace IUCAF, como miembro del sector del UIT-R, es hablar desde la sala del UIT-R cuando se debaten cuestiones de regulación del espectro.

El enfoque principal de IUCAF es la radioastronomía, pero también tiene un segmento de ciencia espacial. Sin embargo, los científicos espaciales tienen agencias espaciales dedicadas que los representan en el UIT-R, mientras que hasta hace poco la radioastronomía solo contaba con IUCAF.

La IUCAF también es observadora en otras organizaciones internacionales, como la Grupo de coordinación de frecuencias espaciales (SFCG) organizado por los operadores del Servicio de Exploración de la Tierra por Satélite en el UIT-R, para la detección de la Tierra por satélite.

IUCAF actúa básicamente como una organización paraguas de alto nivel que permite que la radioastronomía se exprese en foros internacionales.

¿Cómo se involucró con IUCAF?

En la vida cotidiana soy un astrónomo algo mayor, me concentro en la radioastronomía y todavía publico e investigo. Estoy empleado en el Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia. Hace casi 20 años, ampliamos nuestro compromiso con la gestión del espectro y creamos una posición que formalizó cosas que el observatorio había estado haciendo durante mucho tiempo de manera más informal.

La cantidad de actividad en la gestión del espectro estaba comenzando a aumentar. Me involucré porque había invertido mucho en un caso legal de una década con respecto a la Telescopio Green Bank, en el que fui asesor técnico de nuestro abogado.

Mucho ha cambiado en la gestión del espectro desde que comencé: las cosas que sucedían una vez cada década son ahora frecuentes.

¿Cuáles son algunos de los logros clave de IUCAF?

Creo que los logros materiales reales de IUCAF recientemente han sido varios acuerdos internacionales que eliminaron la interferencia de varios segmentos del espectro de radio. Por ejemplo, hubo un acuerdo firmado con Sistema mundial de navegación por satélite de Rusia (GLONASS), fue muy importante ya que finalmente evitó que GLONASS interfiriera con una banda de radioastronomía muy importante.

IUCAF también está a punto de firmar otro acuerdo con la ESA en relación con el funcionamiento de los 94 GHz Radar de creación de perfiles de nubes EarthCARE (CPR). Según este acuerdo, el radar no transmitirá a través de sitios de radioastronomía. Si lo hiciera, los receptores de radioastronomía y los radares podrían apuntar entre sí, y los radares en órbita son lo suficientemente potentes como para quemar instantáneamente los receptores de radioastronomía.

En el pasado, también creamos bandas de frecuencia protegidas dedicadas a la ciencia que inicialmente se usaron en radioastronomía, pero ahora también se usan en sensores remotos para tomar medidas del calentamiento global y el cambio climático. Eso incluye mediciones de la humedad del suelo, la salinidad del océano y la velocidad del viento.

¿Cuáles son algunas de las prioridades de IUCAF en los próximos años?

Están sucediendo muchas cosas en los espectros de radio de uso comercial, como resultado de la tecnología en proceso de maduración y la disponibilidad de grandes cantidades de dinero que se destinan a las comunicaciones por radio. Por ejemplo, Estados Unidos acaba de subastar el uso de 300 Megahertz, a 3.6 Gigahertz. Eso es básicamente el 10% del espectro, y la subasta recaudó $ 81 mil millones.

Los sistemas que ahora están en línea en las comunicaciones por radio son mucho más sofisticados, usan mucha más frecuencia y ancho de banda y consumen más espectro. Esto se enfrenta a la radioastronomía porque esta tecnología ocupa mucho el espectro de radio.

Un ejemplo de esta nueva tecnología es 5G. Utiliza frecuencias en todo el espectro de radio para todo tipo de propósitos y requiere altos niveles de conectividad y banda ancha con altas velocidades.

Otro tema creciente que concierne a la radioastronomía es la comercialización de cartografía terrestre. Radares de apertura sintéticos (SAR) que ahora pasará de unos pocos a un par de cientos.

Sería muy raro que estos radares y radiotelescopios se apuntasen entre sí, pero si lo hicieran, las consecuencias para la radioastronomía serían tan desastrosas que debemos tomar precauciones. Es por eso que tenemos acuerdos para el uso de algunos de estos radares para asegurarnos de que no eliminen los radiotelescopios si se apuntaran entre sí.

Cuando se trata de comunicaciones 5G, en la estratosfera o en el espacio, debes mirar más allá del 5G para ver las estrellas y el Universo, por lo que la interferencia de ellos es mucho más difícil de evitar. Las zonas silenciosas de radio se pueden utilizar para que estas cosas no interfieran con los telescopios desde el suelo. Pero 5G ahora prevé operaciones en plataformas estratosféricas que se encuentran a 20 kilómetros y desde satélites.

Por ejemplo, nuevo mega-constelaciones de SpaceX y OneWeb se están lanzando para hacer comunicaciones inalámbricas de banda ancha en frecuencias de radio. Pero resultó que algunos de estos satélites eran extremadamente brillantes y, de repente, estaban atravesando los cielos y destruyendo la fotografía astronómica. Debido a esto, los astrónomos ópticos, por primera vez, tuvieron que enfrentarse a los mismos problemas de constelaciones de satélites con los que se han estado enfrentando los radioastrónomos. Con respecto a esto, los diseñadores de las constelaciones no habían pensado en proteger el trabajo astronómico.

Por lo tanto, IUCAF ahora está ayudando a los astrónomos ópticos que están lidiando con reflejos solares de satélites brillantes, de manera similar a como hemos estado ayudando a los radioastrónomos durante mucho tiempo.

Has mencionado muchas actividades en el espacio. ¿Existen posibles soluciones que se estén discutiendo?

Sobre el terreno, hemos creado zonas silenciosas de radio. El primero de ellos, el Zona tranquila de radio nacional en los EE. UU., que se encuentra alrededor del Observatorio Green Bank, se creó en 1957. Se formó junto con el propio observatorio.

Actualmente, no existen protecciones contra las transmisiones por satélite en las zonas silenciosas de radio. La próxima gran iniciativa para la radioastronomía es lograr el reconocimiento internacional de las zonas radio silenciosas para proteger las operaciones que existen dentro de ellas.

En el espacio, existen acuerdos de coordinación con radares y con satélites, pero son algo menos generales. Solo se refieren a partes limitadas del espectro. Al crear una zona silenciosa de radio en el suelo, puede intentar coordinar todas las interferencias terrestres en todas las frecuencias, pero en el espacio, a diferencia del suelo, nos ocupamos de cada caso particular de interrupción de frecuencia a medida que surge y usamos el limitado actualmente. protecciones que tenemos.

¿Cómo trabaja la IUCAF para generar cambios?

En UIT-R participamos en todos los niveles por debajo del más alto para influir en el contenido. Dado que la IUCAF ha participado durante tanto tiempo, creo que hay un gran respeto por ella, por lo que nuestras opiniones se toman muy en serio.

Fuera del UIT-R, estamos intentando implementar protecciones adicionales a través del Oficina de Asuntos del Espacio Ultraterrestre de la ONU (UNOOSA) Subcomisión sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos (COPUOS).

También estamos influyendo en el cambio a través de talleres, y el último se llevó a cabo el pasado mes de octubre. En él participó IUCAF con grandes grupos de astrónomos. El taller estaba en 'Cielos oscuros y tranquilos'- donde consideramos todas las presiones que se están ejerciendo sobre la óptica y la radioastronomía. Con eso, se nos ocurrió un conjunto de recomendaciones que se condensaron en entradas para COPUOS, que se reunirán en abril para analizar la ampliación de las protecciones limitadas para la astronomía.

Este es el tipo de cosas que conciernen a la radioastronomía en este momento y estos son solo algunos ejemplos de cómo IUCAF aborda los problemas de la asignación de frecuencias.


Foto por Kevin Quezada on Unsplash

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