SpaceX descrive esattamente come stanno pianificando di rendere i satelliti Starlink meno visibili dalla Terra
Nel 2015, Elon Musk ha annunciato che la sua azienda, SpaceX, avrebbe schierato in orbita satelliti che avrebbero fornito accesso a Internet a banda larga ad alta velocità a tutto il mondo. Conosciuto come Starlink, SpaceX ha iniziato a distribuire questa costellazione in maggio del 2019 con il lancio dei primi 60 satelliti. A partire dal 22 aprile, un totale di 422 satelliti sono stati aggiunti alla costellazione Starlink e la risposta non è stata del tutto positiva.
Oltre ai timori che stiamo aggiungendo al problema della 'spazzatura spaziale', ci sono anche quelli che hanno espresso la preoccupazione che Starlink e altre costellazioni possano avere un impatto negativo sull'astronomia . In risposta, SpaceX ha recentemente annunciato che introdurrà cambiamenti nel modo in cui i satelliti vengono lanciati, orbitano attorno alla Terra e persino quanto sono riflettenti per ridurre al minimo l'impatto che hanno sull'astronomia.
Questi cambiamenti sono stati oggetto di una presentazione fatta durante il Indagine decennale su Astronomia e Astrofisica 2020 (Astro2020) ospitato dalla National Academy of Sciences, Engineering, and Medicine. Come parte di Interferenza ottica dalla riunione delle costellazioni satellitari tenutosi lunedì 27 aprile, lo Starlink Panel (che includeva Musk) ha presentato come l'azienda spera di ridurre al minimo l'inquinamento luminoso causato dalla loro costellazione.
Illustrazione delle orbite di Starlink e delle loro qualità riflettenti. Credito: SpaceX
L'apparizione di questi nuovi satelliti nel cielo ha portato alla sua giusta dose di polemiche tra gli astronomi dilettanti e la comunità astronomica allo stesso modo. In effetti, il Società Astronomica Reale (RAS), il Società Astronomica Americana (AAS), il Unione Astronomica Internazionale (IAU), e il Osservatorio Nazionale di Radioastronomia (NRAO) hanno rilasciato dichiarazioni ufficiali riguardanti Starlink e altre costellazioni proposte.
In particolare, hanno espresso preoccupazione per il modo in cui questi satelliti potrebbero disturbare i rilevamenti ottici e radio come quelli del Osservatorio Vera C. Rubin (precedentemente il Large Synoptic Survey Telescope, o LSST), il Matrice di chilometri quadrati (SKA), e il Telescopio dell'orizzonte degli eventi (EHT) – che ha recentemente acquisito il primo in assoluto immagine di un buco nero ! Come ha affermato l'IAU:
“Sebbene la maggior parte di questi riflessi possa essere così deboli da essere difficili da individuare ad occhio nudo, possono essere dannosi per le capacità sensibili dei grandi telescopi astronomici terrestri. [2] , compresi i telescopi per rilievi grandangolari estremi attualmente in costruzione [3] . In secondo luogo, nonostante i notevoli sforzi per evitare di interferire con le frequenze della radioastronomia, i segnali radio aggregati emessi dalle costellazioni satellitari possono ancora minacciare le osservazioni astronomiche a lunghezze d'onda radio».
Il problema di base è che quando i satelliti orbitano attorno alla Terra, catturano e riflettono periodicamente la luce del Sole, in particolare quando escono dall'ombra della Terra ed entrano nella luce solare diretta (che avviene durante la loro fase di 'sollevamento dell'orbita'). È a questo punto che i satelliti attiveranno i loro propulsori per aumentare la loro altitudine nel corso di alcune settimane per garantire che non subiscano un decadimento orbitale.
Configurazioni del satellite Starlink. Credito: SpaceX
Il trascinamento è un problema maggiore per Starlink poiché vengono schierati ad altitudini inferiori di 550 chilometri (340 mi) per mitigare il rischio di detriti spaziali, piuttosto che da 1100 a 1300 km (680 e 800 mi) come originariamente previsto. Come indica SpaceX in a articolo di stampa che riassumeva i punti chiave della presentazione:
“Il design del satellite Starlink è stato guidato dal fatto che volano a un'altitudine molto bassa rispetto ad altri satelliti per comunicazioni. Lo facciamo per dare priorità alla sicurezza del traffico spaziale e per ridurre al minimo la latenza del segnale tra il satellite e gli utenti che ricevono il servizio Internet da esso. A causa della bassa quota, la resistenza è un fattore importante nel design”.
A questo punto, i satelliti Starlink assumono la loro configurazione di volo a 'libro aperto' quando entrano nella fase di 'sollevamento dell'orbita' della loro orbita, dove i loro pannelli vengono dispiegati completamente e davanti al veicolo per ridurre la resistenza atmosferica. Per questo motivo, a questo punto la luce solare può riflettersi sia sull'array solare che sul corpo del satellite.
Una volta che i satelliti raggiungono la loro orbita operativa di 550 km (340 mi) - alias. la fase “on-station” – solo alcune parti del telaio possono riflettere la luce. Questo perché il sistema di controllo dell'assetto del satellite supera la resistenza facendo assumere al satellite il suo orientamento a 'pinna di squalo', dove il suo pannello solare è sollevato fino a un orientamento verticale.
Oscurando i suoi satelliti, SpaceX cerca di ridurre la riflettività. Credito: SpaceX
Per affrontare questi problemi, SpaceX ha indicato che la società sta lavorando in collaborazione con varie organizzazioni per implementare una serie di modifiche. Per cominciare, stanno attualmente testando un satellite sperimentale che è meno riflettente rispetto ai modelli precedenti, che è giustamente chiamato ' DarkSat .” Questa classe di satelliti sfrutta un phased array oscurato e antenne paraboliche per ridurre la luminosità di circa il 55%.
Tuttavia, stanno anche cercando di implementare una 'soluzione parasole' per affrontare il problema del calore poiché i satelliti scuri possono brillare brillantemente negli infrarossi a causa del modo in cui la vernice nera assorbe le radiazioni. Le antenne paraboliche (che sono bianche e diffuse) avranno anche coperture a forma di visiera per ridurre la quantità di luce che riflettono. Il primo prototipo di VisorSat sarà distribuito questo mese ed entro giugno tutti i futuri satelliti disporranno di un visore.
In secondo luogo, SpaceX intende implementare cambiamenti nel modo in cui i suoi satelliti si spostano dall'inserimento al parcheggio e quindi all'orbita della stazione. Attualmente, l'azienda sta testando una manovra in cui il satellite viene fatto rotolare in modo che il satellite sia sullo stesso piano del vettore del Sole (ovvero i satelliti sono 'a coltello' rispetto al Sole). Ciò avrà l'effetto di ridurre la superficie che riceve la luce, riducendo così la quantità di luce riflessa.
In passato, Musk è stato un po' irriverente (e certamente ignorante) nella sua risposta a queste preoccupazioni. Quando il primo lotto di satelliti Starlink è stato lanciato nel maggio del 2019, ha affermato su Twitter il seguente :
“Ci sono già 4900 satelliti in orbita, che le persone notano circa lo 0% delle volte. Starlink non sarà visto da nessuno a meno che non si guardi molto attentamente e avrà un impatto dello 0% circa sui progressi in astronomia. Dobbiamo comunque spostare i telescopi in orbita. L'attenuazione atmosferica è terribile.
Ci sono già 4900 satelliti in orbita, che le persone notano circa lo 0% delle volte. Starlink non sarà visto da nessuno a meno che non si guardi molto attentamente e avrà un impatto dello 0% circa sui progressi in astronomia. Dobbiamo comunque spostare i telescopi in orbita. L'attenuazione atmosferica è terribile. pic.twitter.com/OuWYfNmw0D
— Elon Musk (@elonmusk) 27 maggio 2019
Da quel momento, è chiaro che Musk e la società da lui fondata hanno preso queste preoccupazioni più seriamente e hanno sviluppato un piano completo per affrontarle. Le misure proposte sono state ideate in parte grazie agli sforzi di collaborazione tra l'azienda e l'AAS, l'NRAO e l'Osservatorio Vera C. Rubin. come loro indicare :
'Con AAS, abbiamo aumentato la nostra comprensione della comunità nel suo insieme attraverso chiamate regolari con un gruppo di lavoro di astronomi durante le quali discutiamo dettagli tecnici, forniamo aggiornamenti e lavoriamo su come possiamo proteggere le osservazioni astronomiche andando avanti...
Sebbene la comprensione della comunità sia fondamentale per questo problema, i problemi di ingegneria sono difficili da risolvere senza specifiche. L'Osservatorio Vera C. Rubin è stato ripetutamente segnalato come il caso più difficile da risolvere, quindi abbiamo trascorso gli ultimi mesi a lavorare a stretto contatto con un team tecnico per farlo. Tra gli altri pensieri e discussioni utili, il team di Vera Rubin ha fornito una riduzione della luminosità target che stiamo utilizzando per guidare i nostri sforzi ingegneristici mentre iteriamo sulle soluzioni di luminosità.
SpaceX ha anche indicato che le informazioni sulle orbite e sulle traiettorie dei loro satelliti sono disponibili su space-track.org e celestrak.com così gli astronomi possono cronometrare le loro osservazioni per evitare striature satellitari. Su richiesta degli astronomi, la società ha anche iniziato a pubblicare dati predittivi prima dei lanci per consentire agli osservatori di programmare i rilievi nelle prime ore di dispiegamento, quando i satelliti saranno più visibili.
Per leggere la dichiarazione completa di SpaceX sui modi in cui stanno mitigando l'inquinamento luminoso con la loro costellazione, clicca qui . L'incontro è stato condotto e registrato tramite Zoom, poiché l'evento era una discussione virtuale (a causa della pandemia di Coronavirus). È possibile accedere ai materiali relativi alla presentazione di SpaceX alla riunione attraverso le accademie nazionali sito web qui .
Ulteriori letture: spazioX , Accademie Nazionali