Le interferenze radio dei satelliti minacciano l'astronomia

La luce visibile è solo una parte dello spettro elettromagnetico che gli astronomi utilizzano per studiare l’universo. Il telescopio spaziale James Webb è stato costruito per vedere la luce infrarossa, altri telescopi spaziali catturano immagini a raggi X e osservatori come il Green Bank Telescope, il Very Large Array, l'Atacama Large Millimeter Array e dozzine di altri osservatori in tutto il mondo lavorano a questo scopo. lunghezze d'onda radio.

I radiotelescopi si trovano ad affrontare un problema. Tutti i satelliti, qualunque sia la loro funzione, utilizzano le onde radio per trasmettere informazioni alla superficie della Terra. Proprio come l’inquinamento luminoso può nascondere un cielo notturno stellato, le trasmissioni radio possono sommergere le onde radio utilizzate dagli astronomi per conoscere i buchi neri, le stelle di nuova formazione e l’evoluzione delle galassie.

Siamo tre scienziati che lavorano nel campo dell'astronomia e della tecnologia wireless. Con decine di migliaia di satelliti che dovrebbero entrare in orbita nei prossimi anni e il crescente utilizzo a terra, lo spettro radio sta diventando sempre più affollato. Le zone radio silenziose – regioni, solitamente situate in aree remote, dove le trasmissioni radio terrestri sono limitate o vietate – hanno protetto la radioastronomia in passato.

Poiché il problema dell’inquinamento radio continua a crescere, scienziati, ingegneri e politici dovranno capire come tutti possano effettivamente condividere la gamma limitata di frequenze radio. Una soluzione su cui stiamo lavorando negli ultimi anni è quella di creare una struttura in cui astronomi e ingegneri possano testare nuove tecnologie per evitare che le interferenze radio blocchino il cielo notturno.

Le onde radio sono le emissioni con la lunghezza d'onda più lunga nello spettro elettromagnetico, il che significa che la distanza tra due picchi dell'onda è relativamente distante. I radiotelescopi raccolgono le onde radio in lunghezze d'onda che vanno dal millimetro al metro.

Anche se non hai familiarità con i radiotelescopi, probabilmente hai sentito parlare di alcune delle ricerche che svolgono. Le prime fantastiche immagini dei dischi di accrescimento attorno ai buchi neri sono state entrambe prodotte dall’Event Horizon Telescope. Questo telescopio è una rete globale di otto radiotelescopi e ciascuno dei singoli telescopi che compongono l'Event Horizon Telescope si trova in un luogo con pochissime interferenze in radiofrequenza: una zona radio tranquilla.

Una zona radio silenziosa è una regione in cui i trasmettitori terrestri, come le torri dei cellulari, devono abbassare i loro livelli di potenza per non influenzare le apparecchiature radio sensibili. Gli Stati Uniti hanno due di queste zone. La più grande è la National Radio Quiet Zone, che copre 13.000 miglia quadrate (34.000 chilometri quadrati) principalmente nel West Virginia e in Virginia. Contiene l'Osservatorio della Green Bank. L'altro, il Table Mountain Field Site e Radio Quiet Zone, in Colorado, sostiene la ricerca di numerose agenzie federali.

Simili zone radio silenziose ospitano telescopi in Australia, Sud Africa e Cina.

Grandi costellazioni di satelliti, come quelle di Starlink, possono essere viste marciare in fila attraverso i cieli notturni e danneggiare sia l’astronomia visibile che la radioastronomia.

Il 4 ottobre 1957 l’Unione Sovietica lanciò in orbita lo Sputnik. Mentre il piccolo satellite faceva il giro del globo, i radioamatori di tutto il mondo erano in grado di captare i segnali radio che stava trasmettendo sulla Terra. Da quel volo storico, i segnali wireless sono diventati parte di quasi ogni aspetto della vita moderna – dalla navigazione aerea al Wi-Fi – e il numero di satelliti è cresciuto in modo esponenziale.

Maggiore è il numero delle trasmissioni radio, più difficile diventa gestire le interferenze nelle zone silenziose. Le leggi esistenti non proteggono queste zone dai trasmettitori satellitari, che possono avere effetti devastanti. In un esempio, le trasmissioni da un satellite Iridium oscurarono completamente le osservazioni di una stella debole effettuate in una banda protetta assegnata alla radioastronomia.

Il problema delle interferenze radio non è nuovo.

Negli anni '80, il sistema russo di navigazione satellitare globale – essenzialmente la versione del GPS dell'Unione Sovietica – iniziò a trasmettere su una frequenza ufficialmente protetta per la radioastronomia. I ricercatori hanno raccomandato una serie di soluzioni per questa interferenza. Quando gli operatori del sistema di navigazione russo accettarono di modificare la frequenza di trasmissione dei satelliti, molti danni erano già stati fatti a causa della mancanza di test e comunicazioni.