Los satélites mantienen imágenes de satélite. Los astrónomos necesitan una solución – Ars Technica

Enjambres de satélites salpican el campo de visión del telescopio espacial Hubble, dejando lo que parecen marcas de arañazos en las imágenes espaciales y dificultando el trabajo de los científicos. ajetreo enjambres de estos satélitesque reflejan la luz del sol e imitan cuerpos astronómicos, amenazan gradualmente Transformando el cielo nocturno Y afecta cómo funciona la astronomía.

David Stark, astrónomo del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, dijo la semana pasada en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore Sociedad Astronómica Americana Conferencia en Albuquerque, Nuevo México. De hecho, dijo, su equipo usó un nuevo método de detección para medir la tasa de seguimiento de los satélites. doble. Pero Stark estaba presentando la idea de su equipo para arreglar Band-Aid: un nuevo programa descrito en un archivo Informe moderno Esto es de cinco a 10 veces más sensible para encontrar pistas que los programas anteriores y luego ocultarlas. «Es particularmente bueno para encontrar rastros de satélites que de otro modo podrían perderse», dijo.

Es un procedimiento estándar para los astrónomos intentar limpiar las imágenes de «artefactos», como los efectos de los rayos cósmicos que golpean los detectores de la cámara del Hubble, o los picos de difracción, que hacen que las estrellas brillantes parezcan puntos de mira. Ocasionalmente, una molesta estrella de la Vía Láctea puede interponerse en la visión de un objeto distante. La nueva tecnología, llamada Median Radon Transform, escanea cada ruta lineal a través de la imagen en todos los ángulos posibles. Cuando una ruta dada se alinea con la ruta de un satélite, el sistema nota una desviación del flujo medio, o brillo a una longitud de onda determinada en píxeles, medido en regiones de cielo aparentemente vacío. También puede detectar líneas cortas, pero deben ser un poco más brillantes para que puedan ser seleccionadas, ya que cubren menos píxeles.

Este software luego permite a los astrónomos enmascarar las pistas del satélite, de modo que los píxeles afectados se ignoren en su análisis de los datos. Es como tirar algunas páginas mal impresas en un libro, así que puedes omitirlas mientras estudias el resto del volumen.

Pero es mejor no perder esas páginas. Cuando hay exposiciones múltiples del mismo campo, el astrónomo puede usar herramientas de software adicionales para eliminar completamente la línea de la imagen combinada final. Esta parte del cielo aparecerá entonces como debería, aunque la relación señal-ruido de los píxeles de esta línea será menor que si el satélite no hubiera pasado por delante del telescopio ese día. Stark y su equipo incluyen su código en un paquete de software estándar llamado «Extools» que ejecutan.

Sin embargo, esta solución tiene una gran limitación: está diseñada para el telescopio Hubble, que orbita a 332 millas sobre la Tierra, y está menos expuesto a las rayas de los satélites que los observatorios de la Tierra. Es probable que los telescopios ópticos terrestres con imágenes de campo amplio, que a menudo no requieren exposiciones múltiples, se vean más afectados. Ya ha habido algunos casos de imágenes satelitales de imágenes ópticas tomadas por telescopios Observatorio Panamericano Cerro Tololo en Chile y Observatorio Lowell En Arizona, por ejemplo.

El problema será mucho peor para el proyecto financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, largamente retrasado. Observatorio Vera Rubín, que se está ensamblando en los Andes chilenos y comenzará a tomar fotografías el próximo año. Su cámara increíblemente sensible detectará objetos débiles y variables, como una estrella que se convierte en supernova o un asteroide cercano a la Tierra, y el telescopio enviará automáticamente alertas a los astrónomos cuando detecte dichos objetos. Pero Robin cooperó Preocupación expresada Sobre la posibilidad de falsas alertas gracias a la luz que se refleja en los satélites o en el espacio no deseado en órbita, advirtió que hasta el 30 por ciento de sus imágenes podrían verse afectadas por las rayas de los satélites. Por ejemplo, un rayo de luz solar de una pequeña pieza de aislamiento de un satélite visto en un telescopio puede parecer una estrella brillante. A menos que el astrónomo también pueda medir el espectro de la luz, podría ser engañado, dice John Barentine, un astrónomo de Tucson, Arizona, quien recientemente Escribió una monografía Acerca de la contaminación lumínica de los objetos orbitales terrestres bajos.

El segundo problema es que el número de líneas de satélite está aumentando. Stark probó el programa en 20 años de datos de la Cámara avanzada para encuestas del Hubble. Si bien las pistas del satélite no cambiaron en brillo, casi se duplicó en velocidad. El equipo encontró rastros cada tres o cuatro horas de los datos del Hubble tomados en 2002. Pero en 2022, los satélites del Hubble serán bombardeados con luz cada una o dos horas. Esto significa que el 5 por ciento de las fotos tomadas hace 20 años se vieron afectadas, ahora es alrededor del 10 por ciento.

La tasa ciertamente seguirá aumentando, dice Sandor Crook, astrónomo del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Munich, Alemania. «Se esperaría, con el tiempo, más rayas en las imágenes. Es proporcional a la cantidad de satélites sobre el observatorio», dice Kroc, autor principal de un Un estudio reciente que usó etiquetas de crowdsourcing y aprendizaje automático para rastrear rutas de satélite en las imágenes.

Kroc y sus colegas notaron una tasa más baja, que aumentó de alrededor del 2,5 al 5 por ciento en las últimas dos décadas. Descubrieron que esta tendencia se intensificó rápidamente a partir de 2018, casi al mismo tiempo que las empresas comenzaron a circular Mega constelaciones espaciales, conectando cientos o miles de ellos en redes. (Stark y Crook atribuyen los diferentes porcentajes en su estudio al uso de diferentes técnicas de medición).

Estas mega torres tienen claros beneficios para sus operadores. Los satélites son más pequeños y, por lo tanto, más baratos de producir y lanzar, y los servicios en red son menos susceptibles a interrupciones, como a través de clima espacial o Armas antisatélite. Starlink de SpaceX constituye la red de satélites más grande hasta la fecha, con alrededor de 4000 en órbita y planea aumentar eso a 42 000. La constelación OneWeb contiene más de 600 satélites, pero están en una órbita más alta, lo que reduce el impacto en las observaciones astronómicas. Y Amazon se está preparando para lanzar su Proyecto Kuiper este verano, volando sus primeros satélites para brindar servicios de banda ancha en el vuelo inaugural del cohete Vulcan Centaur de United Launch Alliance. La compañía planea poblar esta constelación con más de 3.000 satélites.

SpaceX y algunas otras compañías han probado posibles soluciones, como cubrir un satélite con una película delgada para oscurecerlo y que refleje menos luz, o agregar una visera para reflejar la luz lejos de la Tierra. Estos esfuerzos limitados fueron mucho menos que Objetivos de brillo de la Unión Astronómica InternacionalAlgunos de estos diseños han causado problemas a los propios satélites, calentándolos demasiado o interfiriendo con las comunicaciones entre satélites.

El concepto de la NASA de trabajar con sus socios comerciales mejora del Hubble A una órbita más alta puede mitigar inadvertidamente el problema de la fotodetonación. La resistencia atmosférica atrajo gradualmente a la nave espacial más cerca de la Tierra. Empujarlo hacia atrás tiene la intención de extender su vida útil, pero también lo mantendrá alejado de una pequeña fracción de los satélites que pasan.

Nada de eso resolverá los problemas de los observatorios terrestres, que tienen que observar toda la atmósfera, incluidas todas las órbitas de los satélites. Y Barentine teme que, aunque las empresas aún no han encontrado ninguna solución técnica, no han disminuido el ritmo de los lanzamientos de satélites. “La gente en la industria tiene una creencia tan fuerte en la innovación”, dice, “y mi respuesta a eso ha sido esta: la historia de la ciencia, la tecnología y el medio ambiente está llena de lanzamientos frontales en tecnología que no hicimos. No entender creó muchos efectos secundarios negativos”.

Esta historia apareció originalmente Wired.com.