Piero Benvenuti é apaixonado por astronomia para a humanidade e faz parte de um movimento crescente que está organizando esforços internacionais para garantir que haja um diálogo em torno da crescente interferência da luz artificial à noite e objetos de órbita baixa da Terra na ciência astronômica.
Estamos ouvindo muito sobre novas constelações feitas de milhares de satélites de órbita baixa da Terra sendo lançados por empresas privadas e governos que são críticos para os avanços das telecomunicações aqui na Terra. Como isso está afetando a ciência astronômica?
Essas novas constelações têm um sério impacto na aparência do céu noturno e nas observações astronômicas. O problema está principalmente relacionado ao grande número de satélites que em poucos anos deve chegar a 100.000. A visibilidade e o brilho de um satélite durante a noite dependem da altitude de sua órbita (atualmente variando de ~350 a ~1200 km) e de sua refletividade de superfície e atitude em relação ao observador. Uma fração dos satélites será visível a olho nu (aqueles com magnitude < 7th), mas todos eles são potencialmente detectáveis por detectores de telescópios altamente sensíveis. Portanto, eles deixam vestígios de seu trânsito em imagens astronômicas, diminuindo significativamente a usabilidade científica dos dados coletados. O pós-processamento das imagens afetadas não se mostra uma solução: os rastros mais claros podem saturar os detectores, inutilizando porções das imagens, enquanto a remoção dos rastros mais fracos deixa efeitos residuais que afetam seriamente programas científicos importantes, como, por exemplo, levantamentos estatísticos automáticos de galáxias fracas.
Conte-nos sobre Céus Escuros e Silenciosos para Ciência e Sociedade. Como a campanha começou e quem está por trás da campanha para aumentar a conscientização sobre o que está acontecendo na órbita da Terra e como isso afeta a ciência e a humanidade?
A União Astronômica Internacional (IAU), representando mais de 12,000 astrônomos profissionais de cerca de 90 países, tem como missão a promoção e salvaguarda da ciência da astronomia em todas as suas vertentes. Em 2017, a IAU abordou o Comitê da ONU para o Uso Pacífico do Espaço Exterior (COPUOS) propondo incluir a proteção do céu astronômico dentro de seu mandato. O COPUOS concordou em co-organizar uma Conferência com o título “Céus escuros e silenciosos para a ciência e a sociedade” com o objetivo de avaliar o impacto de quaisquer interferências artificiais que afetem a visibilidade do céu e a detecção de sinais de rádio cósmicos.
Na época, a potencial interferência das grandes constelações de satélites ainda não era conhecida, mas, quando a primeira Conferência foi organizada em outubro de 2020, ela se tornou o problema mais grave e o mais próximo da missão principal do COPUOS. As vantagens para a sociedade que as constelações de comunicação estão oferecendo não podem ser contestadas, mas seu impacto na aparência primitiva do céu noturno e na astronomia deve ser considerado com muita atenção, pois afeta tanto o patrimônio cultural da humanidade quanto o progresso da ciência .
Os resultados da Conferência (organizada online por causa da pandemia de Covid-19), incluíram recomendações específicas para mitigar o impacto de interferências artificiais. Eles foram apresentados ao Subcomitê Científico e Técnico do COPUOS (STSC) em abril de 2021 e receberam a atenção de várias delegações. Assim, uma segunda Conferência, também co-organizada pela UNOOSA, IAU e o Governo da Espanha, ocorreu em outubro passado com foco na viabilidade de implementação de medidas de mitigação adequadas. Estes serão apresentados na próxima reunião do STSC em fevereiro de 2022.
A exploração do nosso sistema solar inclui instalações astronômicas terrestres e espaciais. Você fala de três categorias de interferências artificiais que estão impactando negativamente as observações astronômicas. Você pode nos dizer quais são e seus impactos na astronomia?
As três categorias de interferências artificiais que impactam negativamente as observações astronômicas são:
- A iluminação urbana ou ALAN (Luz Artificial à Noite);
- Os rastros ópticos/infravermelhos dos satélites em órbitas terrestres baixas (LEO);
- A transmissão de rádio por emissores terrestres e espaciais que afeta a radioastronomia.
A interferência do ALAN, que afeta tanto astrônomos amadores quanto profissionais, tornou-se um problema agudo com o advento dos LEDs (Light Emission Diodes), particularmente por aqueles com alto nível de luz azul. A União Astronômica Internacional estabeleceu um limite máximo tolerável recomendado de poluição luminosa para locais astronômicos de 10% acima dos níveis naturais de fundo. A poluição luminosa está crescendo globalmente a uma taxa estimada de 2 a 6% ao ano e está reduzindo a escuridão em todos os lugares, inclusive em locais de observatórios onde locais de classe mundial correm o risco de atingir o limite de 10% na próxima década. Além do impacto na astronomia, a luz artificial à noite pode ter efeitos biológicos significativos, para a flora e fauna, vertebrados e invertebrados, o que requer um estudo mais aprofundado por especialistas apropriados.
O impacto das grandes constelações de satélites na astronomia óptica/infravermelha já foi mencionado: está afetando especialmente os telescópios com grande campo de visão, bem como as buscas automáticas de objetos em movimento rápido, como o Rede Internacional de Alerta de Asteroides (IAWN), um programa iniciado e apoiado pelo Escritório das Nações Unidas para Assuntos do Espaço Exterior e destinado a detectar objetos próximos da Terra (NEOs) potencialmente perigosos.
A proteção de observações radioastronômicas, também conhecido como gerenciamento de espectro, é da responsabilidade do Setor de Radiocomunicações da União Internacional de Telecomunicações (UIT-R). O Regulamento de Rádio fornece alocações para vários serviços, incluindo radioastronomia sob o serviço de radioastronomia (RAS). De fato, a radioastronomia tem uma longa história de atividade de negociação destinada a proteger bandas de frequência de interesse astronômico de interferência prejudicial gerada por emissões de rádio artificial dentro da faixa de comprimento de onda de interesse astronômico.
No entanto, a situação criada pelas novas grandes constelações de satélites de telecomunicações apresenta novas ameaças à radioastronomia que merecem um estudo mais aprofundado. Em particular, os relatórios Dark and Quiet Skies to protect recomendam que os projetos de satélites devem ter a capacidade de evitar a iluminação direta de radiotelescópios e zonas de silêncio de rádio e o ruído eletromagnético de fundo cumulativo criado pelas constelações deve ser mantido abaixo do limite acordado pela UIT .
Temos órgãos intergovernamentais, como o UNOOSA – Escritório das Nações Unidas para Assuntos do Espaço Exterior e seu Tratado sobre Princípios que Regem as Atividades dos Estados na Exploração e Uso do Espaço Exterior, bem como o COPOUS – Comitê sobre Usos Pacíficos do Espaço Exterior. . Os órgãos intergovernamentais e a iniciativa privada estão trabalhando juntos o suficiente para garantir que a exploração e o uso do espaço sideral sejam realizados em benefício – e no interesse – de todos os países e da humanidade? Ou o navio da iniciativa privada já partiu? Estamos muito atrasados para evitar a interferência das constelações da órbita terrestre baixa?
A STSC, em seu último relatório, encorajou o UNOOSA a se envolver com todas as partes interessadas relevantes, como a IAU e outros, sobre a questão dos céus escuros e tranquilos, no que se refere ao mandato do Comitê e seus subcomitês. Também destacou que a segunda Conferência sobre Céus Escuros e Silenciosos poderia fornecer subsídios para uma discussão focada em oportunidades de cooperação internacional. De fato, as empresas privadas que estão lançando ou planejando lançar as constelações foram convidadas a participar da conferência e contribuíram efetivamente para a discussão sobre as medidas mitigadoras que poderiam ser implementadas. Alguns deles já tentaram modificar o design de seus satélites para diminuir sua luminosidade aparente em órbita.
Mais trabalho precisa ser feito, mas é claro que, paralelamente à definição de diretrizes acordadas internacionalmente, uma estreita colaboração entre a indústria e a comunidade astronômica será fundamental para mitigar os efeitos negativos. Esta ação é particularmente importante para as futuras constelações previsíveis: o Subgrupo da Indústria das conferências concluiu que os operadores de satélites eram mais propensos a adotar práticas voluntárias ou ferramentas de mitigação se eles se envolvessem com os astrônomos no início do ciclo do projeto, antes que os projetos das naves espaciais fossem finalizados e quando as modificações para arquiteturas, design de espaçonaves ou operações poderiam ser introduzidos com menor custo ou impacto no cronograma. Para promover esta ação, a IAU anunciou recentemente a constituição de um Centro de Coordenação que continuará a fomentar o diálogo com todas as partes interessadas e os astrônomos.
A União Internacional de Telecomunicações realiza seu fórum anual de Governança da Internet no início de dezembro, onde os satélites de órbita baixa da Terra foram discutidos em nome do acesso à informação e do acesso à internet. Como a UIT, COPUOS, UNOOSA e a comunidade científica internacional podem trabalhar juntos para garantir o diálogo sobre o impacto das constelações de satélites na ciência e na sociedade?
Como já mencionado, as novas grandes constelações de satélites de telecomunicações estão criando desafios sem precedentes tanto para a gestão do espectro, que está sob a responsabilidade do UIT-R, e à gestão do tráfego espacial, que está a cargo da COPUOS. Como discutido acima, a combinação desses dois aspectos está afetando negativamente a astronomia. Esperamos, portanto, que a UIT e a UNOOSA avaliem conjuntamente a nova situação e confirmem ou redefinam suas responsabilidades mútuas de forma que a IAU saiba a qual organização deve apelar formalmente.
Descubra mais:
Assista ao webinar, Abordando o impacto das constelações de satélites na astronomia e na sociedade: caminhos a seguir com as Academias Nacionais de Ciências e a União Astronômica Internacional
Imagem por Jeff Bryant no Flickr CC BY-NC 2.0