Nota de Imprensa

Novo estudo do ESO avalia o impacto das constelações de satélites nas observações astronómicas

5 de Março de 2020

Os astrónomos manifestaram recentemente preocupações relativas ao impacto das mega constelações de satélites sobre a investigação científica. Para se perceber melhor o efeito que estes satélites podem ter sobre as observações astronómicas, o ESO encomendou um estudo científico sobre o seu impacto, focado nas observações obtidas com os telescópios do ESO que operam no visível e no infravermelho, mas que também leva em conta outros observatórios. O estudo considera um total de 18 constelações de satélites representativas, a serem desenvolvidas pelas SpaceX, Amazon, OneWeb, entre outras, num total de 26 milhares de satélites [1] e foi agora aceite para publicação na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

O estudo mostra que os grandes telescópios, como o Very Large Telescope (VLT) do ESO e o futuro Extremely Large Telescope (ELT) também do ESO serão “moderadamente afetados” por estas constelações de satélites em desenvolvimento. O efeito é mais pronunciado no caso de exposições longas (de cerca de 1000 segundos), sendo que podem ser afetadas até 3% destas exposições obtidas durante o crepúsculo (tanto durante a madrugada como ao cair da noite). As exposições mais curtas serão menos afetadas, com menos de 0,5% das observações deste tipo a serem afetadas. As observações levadas a cabo noutras alturas da noite serão também menos afetadas, uma vez que os satélites se encontrarão na sombra da Terra e por isso não estarão iluminados. Dependendo do caso científico, o impacto pode ser diminuído alterando os horários de operação dos telescópios do ESO, apesar destas mudanças terem um custo [2]. Do lado industrial, um passo importante e eficaz para atenuar estes impactos passaria por escurecer os satélites.

O estudo também mostrou que o maior impacto seria nos rastreios de campo alargado, em particular naqueles levados a cabo com os grandes telescópios. Por exemplo, até 30% a 50% das exposições do Observatório Vera C. Rubin, que não é uma infraestrutura do ESO mas sim da Fundação Nacional de Ciência do EUA, seria “severamente afetada”, dependendo da altura do ano, da noite e das condições simplificados deste estudo. Técnicas de mitigação que poderiam ser aplicadas aos telescópios do ESO não funcionariam para este observatório, apesar de outras estratégias estarem a ser ativamente exploradas. São necessários estudos adicionais para compreender completamente as implicações científicas desta perda de dados observacionais e de complexidade na sua análise. Telescópios de rastreio de campo alargado como o Observatório Rubin podem mapear rapidamente grandes áreas do céu, tornando-os indispensáveis para descobrir fenómenos de curta duração como supernovas e asteroides potencialmente perigosos. Devido à sua capacidade única para gerar enormes quantidades de dados e descobrir alvos de observação para muitos outros observatórios, as comunidades astronómicas e agências financiadoras da Europa e doutros lados do mundo classificaram os telescópios de rastreio de campo alargado como uma prioridade para desenvolvimentos futuros na astronomia.

Tanto astrónomos profissionais como amadores manifestaram também preocupação sobre o facto das mega constelações de satélites poderem ter um impacto nas condições cristalinas do céu noturno. O estudo mostra que cerca de 1600 satélites destas constelações se encontrarão por cima do horizonte num observatório situado a meia latitude, a maioria dos quais estará baixo no céu — num intervalo de 30º por cima do horizonte. Acima deste valor — na parte do céu onde é feita a maioria das observações astronómicas — haverá sempre cerca de 250 satélites independentemente da hora. Apesar de estarem todos iluminados ao nascer e ao pôr do Sol, os satélites começam a entrar na sombra da Terra à medida que a noite avança. O estudo do ESO pressupõe um determinado brilho para todos estes satélites. Com esta pressuposição, até cerca de 100 satélites poderão ser suficientemente brilhantes para se verem a olho nu durante as horas do crepúsculo, com cerca de 10 acima dos 30º de elevação. Todos este números diminuem quando a noite avança, tornando-se mais escura, e os satélites passam para a sombra da Terra. No geral, estas novas constelações de satélites irão duplicar o número de satélites visíveis a olho nu no céu noturno acima dos 30º de elevação [3].

Estes números não incluem os trilhos de satélites visíveis logo após o seu lançamento. Apesar de brilhantes e bastante espectaculares, estes rastros são de curta duração e vêem-se apenas depois do pôr ou antes do nascer do Sol e, em qualquer momento, apenas a partir de uma área muito limitada da superfície terrestre.

O estudo do ESO usa simplificações e suposições para obter estimativas conservadoras dos efeitos, os quais podem ser na realidade menores do que o calculado. Modelos mais sofisticados serão necessários para quantificar mais precisamente os impactos atuais. Apesar do estudo se focar nos telescópios do ESO, estes resultados aplicam-se igualmente a telescópios semelhantes que, não sendo do ESO, operam também no visível e infravermelho, com instrumentos e casos científicos semelhantes.

As constelações de satélites terão também impacto nos observatórios que operam no rádio, milimétrico e submilimétrico, incluindo o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e o Atacama Pathfinder Experiment (APEX). Este impacto será considerado em estudos futuros.

O ESO, juntamente com outros observatórios, a União Astronómica Internacional (IAU), a Sociedade Astronómica Americana (ASS), a Sociedade Astronómica Real do RU (RAS) e outras sociedades, está a tomar medidas para sensibilizar o público sobre este assunto em fóruns globais tais como o Comité das Nações Unidas para o Uso Pacífico do Espaço Exterior (COPUOS) e o Comité Europeu de Frequências Rádio em Astronomia (CRAF). Ao mesmo tempo, e em conjunto com as companhias ligadas ao espaço, estão a ser exploradas soluções práticas que possam salvaguardar os investimentos de grande escala feitos em infraestruturas de astronomia terrestre de vanguarda. O ESO apoia o desenvolvimento de quadros de regulação que possam em última instância garantir a coexistência harmoniosa de avanços tecnológicos altamente promissores em órbitas terrestres baixas com as condições que permitam à humanidade continuar a observar e a compreender o Universo.

Notas

[1] Muitos dos parâmetros que caracterizam as constelações de satélites, incluindo o número total de satélites, variam com bastante frequência. Este estudo assume que um total de 26 000 satélites de constelações orbitarão a Terra, no entanto este número poderá ser mais elevado.

[2] Exemplos de medidas de mitigação incluem: usar computação para calcular a posição dos satélites de modo a evitar observar quando um deles passa próximo do alvo astronómico pretendido; fechar o olho do telescópio no momento preciso em que um satélite atravessa o campo; e limitar as observações a áreas do céu que se encontram na sombra da Terra, onde os satélites não estão iluminados pelo Sol. Estes métodos não são, no entanto, adequados para todos os casos científicos.

[3] Estima-se que cerca de 34 000 objetos com dimensões maiores que 10 cm se encontrem atualmente em órbita terrestre. Destes, cerca de 5500 são satélites, incluindo 2300 a funcionar. O restante é lixo espacial, incluindo partes superiores de foguetões e adaptadores de lançadores de satélites. Cerca de 2000 destes objetos estão sempre por cima do horizonte, independentemente de tempo e local. Durante as horas do crepúsculo, cerca de 5 a 10 deles encontram-se iluminados pelo Sol e suficientemente brilhantes para serem vistos a olho nu.

Informações adicionais

O estudo, “On the impact of Satellite Constellations on Astronomical Observations with ESO Telescopes in the Visible and Infrared Domains”, de O. Hainaut e A. Williams, será publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics e encontra-se disponível neste link e no arXiv.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2004, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

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