Crescentes preocupações com o rádio e a astronomia espacial: perguntas e respostas com Harvey Liszt

Falamos com o presidente da IUCAF sobre como o Comitê enfrenta os desafios de alocação de radiofrequência que vêm com a comercialização de 5G, radares de mapeamento terrestre e muito mais.

O Comitê Científico de Alocação de Freqüências para Radioastronomia e Ciências Espaciais (IUCAF), formada em 1960, atua no campo de gerenciamento de espectro em prol das ciências de rádio passivas, como radioastronomia, sensoriamento remoto, pesquisa espacial e sensoriamento remoto meteorológico. O objetivo da IUCAF é estudar e coordenar os requisitos para alocações de radiofrequência estabelecidas pelas ciências acima mencionadas e fazer com que esses requisitos sejam conhecidos pelos órgãos nacionais e internacionais responsáveis ​​pela alocação de freqüências.

A IUCAF visa garantir que as emissões disruptivas de outros serviços de rádio não interfiram nas ciências acima. A IUCAF está particularmente preocupada com as transmissões de rádio de aeronaves, veículos espaciais e serviços de telecomunicações terrestres.

A IUCAF tem posição oficial como organização sem direito a voto na International Telecommunication Union (ITU), localizada em Genebra, Suíça; é membro do setor da ITU-R.

Tendo sido formado por dois membros do ISC, o União Astronômica Internacional (IAU) e a União Internacional de Rádio Ciência (URSI) em conjunto com o Comitê de Pesquisa Espacial (COSPAR), A IUCAF celebrou recentemente seus 60th aniversário.

Conversamos com o presidente do comitê, Harvey Liszt, sobre as realizações, objetivos e preocupações futuras da IUCAF para as ciências do rádio.

Como funciona a IUCAF?

Muito do que a IUCAF faz, como membro do setor ITU-R, é falar do chão da ITU-R quando questões de regulação do espectro são debatidas.

O foco principal da IUCAF é a radioastronomia, mas também tem um segmento de ciências espaciais. No entanto, os cientistas espaciais têm agências espaciais dedicadas que os representam no ITU-R, enquanto a radioastronomia até recentemente tinha apenas a IUCAF.

A IUCAF também é observadora em outras organizações internacionais, como a Grupo de Coordenação de Frequência Espacial (SFCG) que é organizado pelos operadores do Serviço de Exploração da Terra por Satélite no ITU-R, para sensoriamento por satélite.

A IUCAF atua basicamente como uma organização guarda-chuva de alto nível que permite que a radioastronomia se expresse em fóruns internacionais.

Como você se envolveu com a IUCAF?

Na vida cotidiana, sou um astrônomo um tanto idoso - me concentro em radioastronomia e ainda publico e faço pesquisas. Eu sou empregado na Observatório Nacional de Radioastronomia em Charlottesville, Virginia. Quase 20 anos atrás, expandimos nosso envolvimento com o gerenciamento de espectro e criamos uma posição que formalizou coisas que o observatório vinha fazendo de maneira mais informal.

A quantidade de atividade na gestão do espectro estava começando a aumentar. Eu me envolvi porque havia investido pesadamente em um caso legal de uma década em relação ao Telescópio Banco Verde, no qual fui o assessor técnico do nosso advogado.

Muita coisa mudou no gerenciamento de espectro desde que comecei - coisas que aconteciam uma vez a cada década agora são ocorrências regulares.

Quais são algumas das principais realizações da IUCAF?

Acho que as verdadeiras conquistas materiais da IUCAF recentemente foram vários acordos internacionais que removeram a interferência de vários segmentos do espectro de rádio. Por exemplo, havia um acordo assinado com Sistema Global de Navegação por Satélite da Rússia (GLONASS), foi muito importante porque acabou impedindo o GLONASS de interferir com uma banda de radioastronomia muito importante.

A IUCAF também está prestes a assinar outro acordo com a ESA para a operação dos 94 GHz EarthCARE Cloud Profiling Radar (CPR). Segundo esse acordo, o radar não transmitirá em sites de radioastronomia. Se assim fosse, os receptores e radares de radioastronomia poderiam apontar um para o outro, e os radares em órbita são poderosos o suficiente para queimar instantaneamente os receptores de radioastronomia.

No passado, também criamos faixas de frequência protegidas dedicadas à ciência que eram inicialmente usadas na radioastronomia, mas agora também são usadas em sensoriamento remoto para fazer medições do aquecimento global e das mudanças climáticas. Isso inclui medições de umidade do solo, salinidade do oceano e velocidade do vento.

Quais são algumas das prioridades da IUCAF nos próximos anos?

Muita coisa está acontecendo nos espectros de rádio de uso comercial, como resultado do amadurecimento da tecnologia e da disponibilidade de grandes quantias de dinheiro sendo despejadas nas comunicações de rádio. Por exemplo, os EUA acabaram de leiloar o uso de 300 Megahertz, a 3.6 Gigahertz. Isso é basicamente 10% do espectro, e o leilão arrecadou $ 81 bilhões.

Os sistemas que agora estão online nas comunicações de rádio são muito mais sofisticados, usam muito mais frequência e largura de banda e consomem mais espectro. Isso é um confronto com a radioastronomia porque essa tecnologia povoa fortemente o espectro de rádio.

Um exemplo dessa nova tecnologia é o 5G. Ele usa frequências em todo o espectro de rádio para todos os tipos de fins e requer altos níveis de conectividade e banda larga com velocidades rápidas.

Outra questão crescente que diz respeito à radioastronomia é a comercialização de mapeamento terrestre Radares de abertura sintética (SARs) que agora vão de um punhado para algumas centenas.

Seria muito raro que esses radares e radiotelescópios apontassem um para o outro, mas se o fizessem, as consequências para a radioastronomia seriam tão desastrosas que precisamos tomar precauções. É por isso que temos acordos para o uso de alguns desses radares para garantir que eles não eliminem os radiotelescópios caso apontem um para o outro.

Quando se trata de comunicações 5G, na estratosfera ou no espaço, você tem que olhar além do 5G para ver as estrelas e o Universo, então a interferência deles é muito mais difícil de evitar. Zonas de silêncio de rádio podem ser utilizadas para que essas coisas não interfiram com os telescópios do solo. Mas o 5G agora prevê operações em plataformas da estratosfera que estão a 20 quilômetros e de satélites.

Por exemplo, novo megacontelações da SpaceX e OneWeb estão sendo lançados para fazer comunicações sem fio de banda larga em frequências de rádio. Mas descobriu-se que alguns desses satélites eram extremamente brilhantes e, de repente, estavam percorrendo os céus e destruindo a fotografia astronômica. Por causa disso, os astrônomos ópticos - pela primeira vez - tiveram que se envolver com os mesmos problemas de constelação de satélites com os quais os rádio-astrônomos têm lidado. Em relação a isso, os projetistas das constelações não haviam pensado em proteger o trabalho astronômico.

Portanto, a IUCAF agora está ajudando astrônomos ópticos que estão lidando com reflexos solares de satélites brilhantes, da mesma forma que temos ajudado rádio astrônomos há muito tempo.

Você mencionou muitas atividades acontecendo no espaço. Existem soluções possíveis que estão sendo discutidas?

No terreno, criamos zonas de silêncio de rádio. O primeiro deles, o Zona Silenciosa da Rádio Nacional nos EUA, que fica em torno do Green Bank Observatory, foi criado em 1957. Foi formado junto com o próprio observatório.

Atualmente, não há proteção contra transmissões via satélite em zonas de silêncio de rádio. A próxima grande iniciativa para a radioastronomia é alcançar o reconhecimento internacional de zonas de silêncio de rádio para proteger as operações que existem dentro delas.

No espaço, existem acordos de coordenação com radares e satélites, mas são um pouco menos gerais. Eles dizem respeito apenas a partes limitadas do espectro. Ao criar uma zona de silêncio de rádio no solo, você pode tentar coordenar todas as interferências terrestres em todas as frequências, mas no espaço, ao contrário do solo, lidamos com cada instância particular de interrupção de frequência conforme ela surge e usamos o atualmente limitado proteções que temos.

Como a IUCAF trabalha para promover mudanças?

No ITU-R, participamos em todos os níveis abaixo do mais alto para influenciar o conteúdo. Como a IUCAF participa há tanto tempo, acho que há muito respeito por ela, por isso nossas opiniões são levadas muito a sério.

Fora do ITU-R, estamos tentando obter proteções adicionais implementadas por meio do Escritório de Assuntos Espaciais da ONU (UNOOSA) Subcomitê para os usos pacíficos do espaço sideral (COPO).

Também estamos influenciando a mudança por meio de workshops, e o último foi realizado em outubro passado. Nele a IUCAF participou com grandes grupos de astrônomos. O workshop estava em 'Céus Escuros e Silenciosos'- onde consideramos todas as pressões que estão sendo colocadas na ótica e na radioastronomia. Com isso, criamos um conjunto de recomendações que foram condensados ​​em entradas para o COPUOS, que deve se reunir em abril para analisar a ampliação das proteções limitadas para a astronomia.

Esse é o tipo de coisa que preocupa a radioastronomia no momento e esses são apenas alguns exemplos de como a IUCAF aborda as questões de alocação de frequência.


Foto por Kevin Quezada on Unsplash

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