NOIRLab busca reclasificar los láseres astronómicos frente a la actual proliferación de constelaciones de satélites

October 19, 2023

La comunidad astronómica de EE.UU insiste en la reclasificación de las estrellas guías láser de los telescopios

Tras un taller organizado por NOIRLab de NSF en la Base Vandenberg de la Fuerza Espacial de EE.UU, se publicó un nuevo informe que describe la compleja relación entre los observatorios astronómicos, los operadores de la constelación de satélites, la NASA, el Comando Espacial de EE.UU y la Fuerza Aérea de Estados Unidos. 

Con la proliferación de los satélites comerciales, es probable que la Oficina de Comercio Espacial del Departamento de Comercio, asuma también un rol cada vez más importante. El informe sugiere que los láseres astronómicos de EE.UU –incluyendo a los que opera NOIRLab– sean considerados para su reclasificación a un nivel de riesgo inferior en virtud de la política de Armonización de Láseres que protege a los satélites de ser “cegados” por láseres. La propuesta cuenta con el apoyo del Centro de la Unión Astronómica Internacional para la Protección de los Cielos Oscuros y Tranquilos contra la Interferencia de las Constelaciones de Satélites (CPS).

Los planes de varias empresas de todo el mundo podrían aumentar el número de constelaciónes de satélites en hasta varios cientos de miles si se ponen en funcionamiento todos los sistemas notificados a nivel internacional [1], es decir, aumentarían 100 veces más. Además de los problemas que planteará para las instalaciones de radioastronomía, esta situación puede suponer una grave dificultad para los telescopios ópticos actuales y futuros, como el Telescopio de Treinta Metros y el Telescopio Magallanes Gigante –ambos forman parte del Programa de Telescopios Extremadamente Grandes de Estados Unidos–, que requerirán el uso de estrellas guía láser y óptica adaptativa para alcanzar su potencial. En el peor de los casos, estos láseres se apagarían tan a menudo cada noche que afectaría gravemente las observaciones astronómicas.

Telescopios como los del Observatorio Internacional Gemini y el Telescopio de Investigación Astrofísica del Sur (SOAR por sus siglas en inglés), ambos operados por NOIRLab, se basan en el uso de láseres para recopilar datos precisos y lograr imágenes con gran nitidez. Los rayos láser que se propagan a gran altura en la atmósfera crean “estrellas artificiales” que los sistemas de óptica adaptativa pueden fijar para, alterar la forma del espejo de un telescopio en tiempo real, mediante el seguimiento del parpadeo de las estrellas artificiales, y así compensar las turbulencias atmosféricas.

El Departamento de Defensa de EE.UU estableció e implementó la política de Armonización de Láser para evitar daños a los objetos en todas las órbitas (incluidos los que transportan seres humanos en el espacio). Existe un proceso de categorización para determinar el daño potencial que un láser podría causar a un objeto espacial. Los láseres astronómicos se clasifican actualmente en la Categoría III, que es la de mayor riesgo. Aunque se omiten muchos objetos en esta armonización, cada vez que un objeto espacial susceptible a la longitud de onda y potencia del láser se cruza con la zona de incertidumbre espacial del láser, se deben pausar las observaciones científicas, interrumpiendo la recopilación de datos entre 30 y 120 segundos.

En 2015 había unos 1.400 satélites activos en órbita terrestre baja. En agosto de 2022 el número subió a 5.311, cifra que aumenta constantemente a medida que se ponen en órbita constelaciones de satélites como Starlink de SpaceX. Este aumento ha incrementado el número de veces que los observatorios de astronomía óptica deben pausar las observaciones, multiplicándolo por dos como mínimo. SpaceX, en colaboración con la NSF, ya renunció a la protección del Laser Clearinghouse del Departamento de Defensa, lo que redujo el número de ventanas de cierres. Si bien esta exención no se extiende a otros operadores de constelaciones de satélites, especialmente los que no operan en el mercado estadounidense, la Comisión Federal de Comunicaciones añadió recientemente la coordinación requerida con la NSF para la astronomía óptica a varias autorizaciones de satélites [2]. OneWeb firmó recientemente un acuerdo de coordinación con la NSF y acordó estudiar también la posibilidad de solicitar una exención al Laser Clearinghouse una vez finalizado un análisis de los láseres astronómicos en su sistema.

Para abordar este problema cada vez más grande, representantes del Centro de Evaluación de Satélites de la Fuerza Aérea de EE.UU, la NSF, NOIRLab, la NASA y la industria de satélites, incluido SpaceX, se reunieron en un taller en la Base Vandenberg de la Fuerza Espacial los días 12 y 13 de abril de 2023. El taller concluyó que la mejor solución sería reclasificar los láseres astronómicos de la Categoría III a una categoría inferior, aunque también se discutieron otras posibles vías. La Categoría II requiere que las coordenadas del punto de origen de los láseres, y los parámetros del mismo, incluyendo la potencia y la longitud de onda, se pongan a disposición de los operadores de las constelaciones de satélites para que puedan solicitar la mitigación en caso de ser necesario. La Categoría I declara que un láser es seguro y no supone una amenaza para los satélites.

Para determinar qué categoría es la adecuada para cada láser, el taller llegó a la conclusión de que lo mejor era realizar una Evaluación Probabilística del Riesgo para determinar la vulnerabilidad de los satélites frente a determinados láseres astronómicos. Luego, esta evaluación de riesgos se presentaría al Laser Clearinghouse para su coordinación.

Para garantizar que este proceso se desarrolle sin contratiempos y a satisfacción de todas las partes, y para permitir que la astronomía terrestre siga prosperando, es esencial una estrecha colaboración entre la NSF, los propietarios-operadores de satélites, el Departamento de Defensa de EE.UU, la Oficina de Comercio Espacial del Departamento de Comercio y los observatorios actuales y futuros. El CPS de IAU elogia el trabajo de NOIRLab de NSF, SpaceX y de todas las partes involucradas por su contínua colaboración para mejorar la coexistencia entre las observaciones astronómicas y las grandes constelaciones de satélites.

Notas

[1] Revise el sitio web del Centro de la IAU para la Protección de los Cielos Oscuros y Tranquilos contra la Interferencia de las Constelaciones de Satélites.

[2] La coordinación con la NSF para mitigar el impacto en la astronomía óptica es ahora necesaria para SpaceX, Kuiper, OneWeb, Planet Labs e ICEYE.

Más información

NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de NSF), el centro de EE.UU para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio Internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC–Canada, ANID–Chile, MCTIC–Brasil, MINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (operado en cooperación con el National Accelerator Laboratory (SLAC) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede central en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai‘i, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai‘i y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.

La IAU es la organización astronómica internacional que reúne a más de 12.000 astrónomos profesionales activos de más de 100 países de todo el mundo. Su misión es promover y salvaguardar la astronomía en todos sus aspectos, incluyendo la investigación, la comunicación, la educación y el desarrollo, a través de la cooperación internacional. La IAU es también la autoridad internacionalmente reconocida para asignar designaciones a los cuerpos celestes y a las características de su superficie. Fundada en 1919, la IAU es el mayor organismo profesional de astrónomos del mundo.

El Centro de la Unión Astronómica Internacional para la Protección de los Cielos Oscuros y Tranquilos contra la Interferencia de las Constelaciones de Satélites (IAU CPS) es una organización mundial co-patrocinada por NOIRLab de NSF de EE.UU y el Observatorio SKA (SKAO), con el auspicio de la IAU. El CPS facilita la coordinación global de los esfuerzos de la comunidad astronómica con observatorios, agencias espaciales, industria, reguladores y otros sectores para ayudar a mitigar las consecuencias negativas de las constelaciones de satélites en la astronomía.

El SKAO, formalmente conocido como Observatorio SKA, es una organización intergubernamental compuesta por Estados miembros de los cinco continentes. Su misión es construir y operar radiotelescopios de vanguardia para transformar nuestra comprensión del Universo y aportar beneficios a la sociedad a través de la colaboración y la innovación globales. Con sede en el Reino Unido, sus dos sistemas de telescopios se construirán en Australia y Sudáfrica y serán las dos redes de radiotelescopios más avanzadas de la Tierra. Gracias al desarrollo de tecnologías innovadoras y a su contribución a la resolución de los desafíos sociales, el SKAO contribuirá al logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas y aportará importantes beneficios a todos sus miembros y a otros ámbitos. SKAO reconoce y agradece a los pueblos y culturas indígenas que han vivido tradicionalmente en las tierras en las que se encuentran las instalaciones de SKAO.

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