Starlink e o futuro da astronomia

Se você acompanha notícias relacionadas a astronomia ou tecnologia, talvez já tenha se deparado com menções à iniciativa Starlink. Esse é um dos recentes projetos da SpaceX, que vem preocupando astrônomos. No astroponto de hoje, tentamos explicar o motivo dessas preocupações.

O que é Starlink?

Starlink é o último empreendimento audacioso lançado pelo empreendedor bilionário e fundador da SpaceX, Elon Musk. O projeto propõe uma “mega-constelação” com 12.000 satélites, designados para transmitir internet a partir do espaço para todo o planeta. O objetivo principal é “satisfazer as necessidades de consumidores ao redor do globo“, focando-se naqueles com acesso limitado à internet. Objetivos secundários incluem utilizar os rendimentos do projeto para financiar uma eventual colônia em Marte. A força aérea dos EUA investiu 28,7 milhões de dólares no projeto para permitir a “exploração de aplicações militares”. Tal iniciativa seria um feito sem precedentes na engenharia de satélites. Existem atualmente aproximadamente 4900 satélites orbitando a Terra. Em meados de 2020, devemos ter três vezes mais satélites, e cerca de 70% deles serão propriedade de Elon Musk.

A empresa SpaceX apareceu significativamente nas notícias nos últimos tempos. No começo do ano, a SpaceX e a NASA lançaram com sucesso a capsula Crew Dragon até a Estação Espacial Internacional (ISS, do inglês International Space Station), trazendo-a com segurança de volta à Terra cinco dias depois. Futuros astronautas indo para a ISS provavelmente farão a jornada a bordo de um dos foguetes Falcon 9 da SpaceX, inaugurando uma nova era em que empresas espaciais com financiamento privado possam desempenhar um papel fundamental em esforços científicos internacionais.

Contudo, esse projeto recente diverge consideravelmente de prévias motivações científicas. O Starlink não tem objetivos relacionadas à exploração do espaço e, pelo contrário, pode ser prejudicial para o futura da astronomia.

Qual o plano?

O plano é lançar 12.000 satélites com órbitas em três diferentes altitudes. 1600 serão colocados a aproximadamente 500 km, 2800 a uma altitude de 1150 km, e outros 7500 serão colocados em uma órbita a apenas 340km. Isso resulta em 9000 extra satélites orbitando a Terra a distâncias de menos de 600 km. Parte da razão pela qual Musk está interessado em ter satélites em órbitas baixas é reduzir a latência dos serviços de internet oferecidos atualmente por satélites geoestacionários, que se situam a órbitas mais altas (aproximadamente 30,000 km).

Por que estamos falando sobre isso agora?

A história sobre os satélites Starlink apareceu de repente nas últimas semanas, após a notícia de que em 23 de maio, 60 satélites Starlink foram lançados. Pouco depois, o astrônomo amador, Dr. Marco Langbroek nos Países Baixos, registrou o avistamento de um “trem Starlink” movendo-se pelo céu noturno (veja a Fig. 1). Esses satélites têm uma magnitude estimada entre +1 e +3. A estrela mais brilhante no céu, Sirius, tem uma magnitude de -1.46 (quanto mais brilhante a estrela, menor a magnitude). Magnitude segue uma escala logarítmica, de modo que isso implica que os satélites Starlink são centenas de vezes menos brilhantes que Sirius. Ou seja, eles não vão ofuscar as estrelas mais brilhantes, mas com certeza serão mais brilhantes que a maioria das estrelas. Com o satélite Gaia, por exemplo, astrônomos podem detectar estrelas de magnitude 21 – muito, muito mais fracas que os satélites Starlink.

Figura 1: trem Starlink capturado por Langbroek, consistindo de 60 satélites lançados recentemente. Algumas estrelas são visíveis, mas consideravelmente mais fracas que a trilha de satélites.

Como isso afeta os astrônomos?

Há várias razões pelas quais astrônomos estão preocupados com o último empreendimento de Musk. A mais óbvia é que, com 9000 satélites orbitando próximo à Terra, há uma boa chance de que centenas serão visíveis acima do horizonte em qualquer momento. É preocupante o fato de que Musk parece não ter levado isso em conta, e ter até afirmado erroneamente que os satélites não serão visíveis no céu noturno.

Cees Bassa, um astrônomo no Instituto de Rádio-Astronomia nos Países Baixos, previu que uma vez que os primeiros 1600 forem lançados, cerca de 15 serão claramente visíveis por três a quatro horas após o pôr e antes do nascer do Sol. O problema vai ser menor no inverno, dado que as noites são mais longas, mas no verão os satélites serão visíveis essencialmente a noite toda.

Outras estimativas sugerem que pelo menos 100 satélites serão visíveis a qualquer momento em qualquer lugar da Terra. Isso iria prejudicar extremamente o imageamento de objetos fracos do céu profundo e contaminar a maioria das observações em algum nível.

Se isso já é um incômodo para astrônomos amadores, causa um problema ainda maior para os observatórios terrestres com maior poder de detecção. O Large Synoptic Survey Telescope (LSST) deverá encontrar entre um e quatro satélites Starlink em cada imagem. Dado que o LSST estará mapeando o céu continuamente, o número de trilhas de satélite detectadas será grande. Embora astrônomos tenham lidado com o eventual aparecimento de listras em suas imagens, o aumento em frequência e em brilho coloca obstáculos significativos para a ciência que os astrônomos esperam fazer com o LSST.

Além disso, rádio-telescópios provavelmente também serão perturbados pelos satélites Starlink. Alguns dos satélites estarão operando em bandas bastante próximas às frequências em que se estuda o Universo em rádio. O fluxo de dados dos satélites em órbita certamente afetará os sinais de rádio de fontes cósmicas distantes.

O problema é tão sério que até a União Astronômica Internacional (IAU, do inglês International Astronomical Union) publicou um anúncio expressando preocupação com relação a constelações de satélites. O conteúdo do anúncio é similar ao que descrevemos acima, enfatizando que (i) dadas as superfícies metálicas altamente reflexivas desses satélites, eles serão detectados por telescópios algumas horas logo após o pôr ou antes do nascer do Sol, e que (ii) os satélites irão interferir em observações em rádio.

Grande parte do descontentamento da comunidade científica com relação à iniciativa Starlink decorre da falta de comunicação durante o seu desenvolvimento. A proposta da SpaceX de lançar 12,000 satélites foi aprovada pelo governo federal dos EUA em 2018. Contudo, nenhum estudo de impacto foi conduzido para estimar a contribuição negativa dos satélites para a pesquisa em astronomia.

Musk tentou acalmar as preocupações levantadas pelos astrônomos a respeito do futuro de telescópios terrestres operando no ótico e no rádio sugerindo que todos futuros telescópios deveriam ser espaciais. Essa sugestão ingênua de que telescópios terrestres podem ser facilmente “atualizados” para operar no espaço sem inúmeras complicações (desde o tamanho até o custo) ilustra a raiz do problema: a falta de comunicação entre a SpaceX e a comunidade de pesquisadores em astronomia.

É possível que a SpaceX ouça a comunidade científica e suas preocupações e previsões e repense seus objetivos. Contudo, do jeito que está, parece que astrônomos e a indústria espacial financiada pelo setor privado estão passando por um conflito de interesses significativo, que provavelmente afetará o futuro da astronomia, seja para melhor ou para pior.


Adaptado de Starlink and the future of ground-based astronomy, escrito por Sunayana Bhargava.

A foto de capa, obtida por Victoria Girgis, mostra uma exposição de 25 segundos com o telescópio Lowell durante o crepúsculo, claramente mostrando a trilha de satélites Starlink obscurecendo um grupo de galáxias.

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