Piero Benvenuti este pasionat de astronomie pentru umanitate și face parte dintr-o mișcare în creștere care organizează eforturi internaționale pentru a se asigura că există un dialog cu privire la interferența crescândă a luminii artificiale pe timp de noapte și a obiectelor pe orbită joasă a Pământului în știința astronomică.
Auzim multe despre noi constelații formate din mii de sateliți pe orbită terestră joasă, lansate de companii private și guverne, care sunt esențiale pentru progresele telecomunicațiilor aici pe Pământ. Cum afectează acest lucru știința astronomică?
Aceste noi constelații au un impact grav asupra aspectului cerului nocturn și asupra observațiilor astronomice. Problema este legată în primul rând de numărul mare de sateliți care în câțiva ani se preconizează a ajunge la 100.000. Vizibilitatea și luminozitatea unui satelit în timpul nopții depind de altitudinea orbitei sale (în prezent variind de la ~350 la ~1200 km) și de reflectivitatea suprafeței și atitudinea sa față de observator. O parte din sateliți vor fi vizibili cu ochiul liber (cei cu magnitudinea < 7th), dar toate sunt potențial detectabile de detectoarele telescoapelor foarte sensibile. Prin urmare, ei lasă urme ale tranzitului lor pe imaginile astronomice, scăzând semnificativ capacitatea de utilizare științifică a datelor colectate. Post-procesarea imaginilor afectate nu se dovedește a fi o soluție: urmele mai luminoase pot satura detectoarele, făcând porțiuni de imagini inutilizabile, în timp ce eliminarea urmelor mai slabe lasă efecte reziduale care afectează grav programe științifice importante, cum ar fi, de exemplu, anchete statistice automate ale galaxiilor slabe.
Povestește-ne despre cerul întunecat și liniștit pentru știință și societate. Cum a început campania și cine se află în spatele campaniei de conștientizare cu privire la ceea ce se întâmplă pe orbita Pământului și cum afectează știința și umanitatea?
Uniunea Astronomică Internațională (IAU), reprezentând peste 12,000 de astronomi profesioniști din aproximativ 90 de țări, are în misiunea sa promovarea și protejarea științei astronomiei în toate aspectele ei. În 2017, IAU a abordat Comitetul ONU pentru utilizarea pașnică a spațiului cosmic (COPUOS) propunând includerea protecției cerului astronomic în mandatul său. COPUOS a convenit să co-organizeze o conferință cu titlul „Cer întunecat și liniștit pentru știință și societate” cu scopul de a evalua impactul oricăror interferențe artificiale care afectează vizibilitatea cerului și detectarea semnalelor radio cosmice.
La acea vreme, potențiala interferență a marilor constelații de sateliți nu era încă cunoscută, dar, până la organizarea primei Conferințe, în octombrie 2020, aceasta devenise cea mai serioasă problemă și cea mai apropiată de misiunea principală a COPUOS. Avantajele pentru societate pe care le oferă constelațiile de comunicare nu pot fi contestate, dar impactul lor asupra aspectului curat al cerului nopții și asupra astronomiei trebuie luat în considerare cu mare atenție deoarece afectează atât moștenirea culturală a umanității, cât și progresul științei. .
Rezultatele Conferinței (organizată online din cauza pandemiei de Covid-19), au inclus recomandări specifice pentru atenuarea impactului interferențelor artificiale. Acestea au fost prezentate Subcomitetului științific și tehnic al COPUOS (STSC) în aprilie 2021 și au primit atenția mai multor delegații. Prin urmare, o a doua Conferință, de asemenea co-organizată de UNOOSA, IAU și Guvernul Spaniei, a avut loc în octombrie anul trecut, concentrându-se pe fezabilitatea implementării măsurilor adecvate de atenuare. Acestea vor fi prezentate la următoarea reuniune a STSC din februarie 2022.
Explorarea sistemului nostru solar include atât instalații astronomice terestre, cât și spațiale. Vorbești despre trei categorii de interferențe artificiale care au un impact negativ asupra observațiilor astronomice. Ne puteți spune care sunt acestea și impactul lor asupra astronomiei?
Cele trei categorii de interferențe artificiale care au un impact negativ asupra observațiilor astronomice sunt:
- Iluminarea urbană sau ALAN (Artificial Light At Night);
- Traseele optice/infraroșu ale sateliților pe orbite terestre joase (LEO);
- Transmisia radio prin emițători terestre și spațiale care afectează radioastronomia.
Interferența ALAN, care afectează atât astronomii amatori, cât și profesioniști, a devenit o problemă acută odată cu apariția LED-urilor (diode cu emisie de lumină), în special pentru cei cu un nivel ridicat de lumină albastră. Uniunea Astronomică Internațională a stabilit un prag maxim tolerabil recomandat de poluare luminoasă pentru siturile astronomice cu 10% peste nivelurile de fond natural. Poluarea luminoasă crește la nivel global cu o rată estimată de 2 până la 6 % pe an și reduce întunericul peste tot, inclusiv în locurile observatoare unde site-urile de clasă mondială riscă să atingă pragul de 10 % în următorul deceniu. Pe lângă impactul asupra astronomiei, lumina artificială pe timp de noapte poate avea efecte biologice semnificative, asupra florei și faunei, vertebratelor și nevertebratelor, ceea ce necesită un studiu suplimentar de către experții corespunzători.
Impactul marilor constelații de sateliți asupra astronomiei optice/infraroșu a fost deja menționat: afectează în special telescoapele cu câmp de vedere mare, precum și căutările automate pentru obiecte în mișcare rapidă, cum ar fi Rețeaua internațională de avertizare privind asteroizii (IAWN), un program inițiat și susținut de Oficiul ONU pentru Afaceri Spațiale și care vizează detectarea obiectelor din apropierea Pământului (NEO) potențial periculoase.
Protecția observațiilor radioastronomice, aka managementul spectrului, este responsabilitatea Sectorului de comunicații radio al Uniunii Internaționale de Telecomunicații (ITU-R). Regulamentul radio oferă alocații pentru diverse servicii, inclusiv radioastronomie în cadrul serviciului de radioastronomie (RAS). Într-adevăr, radioastronomia are o istorie lungă de activitate de negociere menită să protejeze benzile de frecvență de interes astronomic de interferențele dăunătoare generate de emisiile radio artificiale în intervalul de lungimi de undă de interes astronomic.
Cu toate acestea, situația creată de noile mari constelații de sateliți de telecomunicații reprezintă noi amenințări la adresa radioastronomiei, care merită studiate în continuare. În special, rapoartele privind cerul întunecat și liniștit pentru protejare recomandă ca proiectele de sateliți să aibă capacitatea de a evita iluminarea directă a radiotelescoapelor și a zonelor de liniște radio, iar zgomotul electromagnetic de fond cumulat creat de constelații ar trebui menținut sub limita convenită de ITU. .
Avem organisme interguvernamentale, cum ar fi UNOOSA – Oficiul Națiunilor Unite pentru Afaceri Spațiale și Tratatul său privind principiile care guvernează activitățile statelor în explorarea și utilizarea spațiului cosmic, precum și COPOUS – Comisia pentru utilizările pașnice ale spațiului cosmic . Organismele interguvernamentale și întreprinderile private colaborează suficient de strâns pentru a se asigura că explorarea și utilizarea spațiului cosmic se desfășoară în beneficiul – și în interesul – tuturor țărilor și al umanității? Sau a navigat deja nava întreprinderii private? Suntem prea târziu pentru a preveni interferența constelațiilor pe orbita Pământului Inferioară?
STSC, în ultimul său raport, a încurajat UNOOSA să se angajeze cu toate părțile interesate relevante, cum ar fi IAU și alții, în chestiunea cerului întunecat și liniștit, în legătură cu mandatul Comitetului și al subcomitetelor sale. De asemenea, a subliniat faptul că a doua Conferință privind cerul întunecat și liniștit ar putea oferi contribuții la o discuție concentrată asupra oportunităților de cooperare internațională. Într-adevăr, companiile private care lansează în prezent sau plănuiesc să lanseze constelațiile au fost invitate să participe la conferință și au contribuit efectiv la discuția despre măsurile de atenuare care ar putea fi implementate. Unii dintre ei au încercat deja să modifice designul sateliților lor pentru a-și reduce luminozitatea aparentă pe orbită.
Trebuie depuse mai multe eforturi, dar este clar că, în paralel cu definirea liniilor directoare convenite la nivel internațional, o colaborare strânsă între industrie și comunitatea astronomică va fi esențială în atenuarea efectelor negative. Această acțiune este deosebit de importantă pentru viitoarele constelații previzibile: subgrupul de industrie al conferințelor a concluzionat că operatorii de sateliți erau mai predispuși să adopte practici voluntare sau instrumente de atenuare dacă s-au implicat cu astronomi la începutul ciclului lor de proiect, înainte ca proiectarea navelor spațiale să fie finalizată și când modificările. la arhitecturi, proiectarea sau operațiunile navelor spațiale ar putea fi introduse cu un cost mai mic sau cu un impact asupra programului. Pentru a promova această acțiune, IAU a anunțat recent constituirea unui Centru de Coordonare care va continua să favorizeze dialogul cu toate părțile interesate și astronomii.
Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor are loc forumul anual de guvernare a internetului la începutul lunii decembrie, unde sateliții cu orbită terestră joasă au fost discutați în numele accesului la informații și al accesului la internet. Cum pot ITU, COPUOS, UNOOSA și comunitatea științifică internațională să colaboreze pentru a asigura dialogul cu privire la impactul constelațiilor de sateliți asupra științei și societății?
După cum sa menționat deja, noile mari constelații de sateliți de telecomunicații creează provocări fără precedent atât pentru gestionarea spectrului, care este sub responsabilitatea ITU-R, și la managementul traficului spațial, care se află în responsabilitatea COPUOS. După cum sa discutat mai sus, combinația acestor două aspecte afectează negativ astronomia. Prin urmare, sperăm că ITU și UNOOSA vor evalua împreună noua situație și vor confirma sau redefini responsabilitățile lor reciproce, astfel încât IAU să știe la ce organizație ar trebui să se adreseze oficial.
Aflați mai multe:
Urmărește webinarul, Abordarea impactului constelațiilor de sateliți asupra astronomiei și societății: căi înainte cu Academiile Naționale de Științe și Uniunea Astronomică Internațională
Imagini de Jeff Bryant pe Flickr CC BY-NC 2.0