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Satelliti artificiali ed osservazioni astronomiche

L'impatto delle costellazioni di satelliti sulle osservazioni astronomiche

Articolo tratto dall’edizione italiana di Scentific American

Saranno soprattutto le survey a largo campo dei grandi telescopi e le osservazioni dei telescopi alle medie altitudini a essere influenzate dalla presenza delle migliaia di satelliti per telecomunicazioni che molte società private si preparano a mettere in orbita. Lo ha stabilito uno studio dello European Southern Observatory (ESO) che ha quantificato l'impatto delle megacostellazioni sulla ricerca astronomica

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SpaceX, Amazon, OneWeb: queste sono solo alcune delle società private che nel prossimo futuro hanno in progetto di lanciare nello spazio migliaia di satelliti, per offrire alle popolazioni di tutto il mondo servizi sempre migliori di comunicazione digitale. Si tratta di un ambizioso progetto di sviluppo, ma molti astronomi hanno lanciato l’allarme: queste nuove megacostellazioni di oggetti luminosi in orbita potrebbero peggiorare o addirittura impedire molte osservazioni del cielo notturno dalla superficie terrestre.

Sul tema interviene ora uno studio dello European Southern Observatory (ESO) e in via di pubblicazione sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” che ha analizzato il possibile impatto di 18 megacostellazioni per complessivi 26.000 satelliti circa.Il primo risultato di rilievo riguarda il Very Large Telescope (VLT) e il futuro Extremely Large Telescope (ELT). Questi grandi osservatori dell’ESO saranno “moderatamente influenzati” dalle megacostellazioni di satelliti. L’effetto sarà particolarmente pronunciato nelle osservazioni a lunga esposizione, fino a circa 1000 secondi: la stima è che il 3 per cento circa di questi studi potrebbe essere alterato durante le fasi di buio non completo, cioè il crepuscolo e l’aurora. Nel caso delle esposizioni brevi, sarebbe influenzato solo lo 0,5 per cento delle osservazioni. Nelle ore notturne la situazione dovrebbe essere migliore, perché in quel caso i satelliti sarebbero nel cono d’ombra prodotto dalla Terra e non rifletterebbero la luce del Sole verso gli osservatori. 

Un altro dato cruciale emerso dallo studio è che il maggiore impatto sarà sulle survey a largo campo, in particolare quelle condotte con i grandi telescopi. Un esempio è il Vera C. Rubin Observatory della National Science Foundation degli Stati Uniti (non gestito dall’ESO), che è in grado di controllare un’ampia regione di cielo in tempi rapidi, consentendo l’osservazione di fenomeni che si svolgono in un arco di tempo brevissimo, come le supernove. In questo caso si stima che verrebbe fortemente influenzato il 30-50 per cento delle esposizioni, con una variabiltà legata al periodo dell’anno e all’ora della notte.

E se le megacostellazioni di satelliti fossero illegali?

di Jonathan O'Callaghan/Scientfic American

Lo studio ha stimato anche il numero di satelliti che molti osservatori terrestri situati alle medie latitudini potrebbero trovare nel loro campo di vista in un dato momento: sarebbero circa 1600 entro 30 gradi sopra l’orizzonte e 250 oltre questo limite, dove avviene la maggior parte delle osservazioni astronomiche. Nella luce del crepuscolo, circa 100 satelliti sarebbero visibili a occhio nudo, circa il doppio di quelli visibili ora oltre i 30 gradi sopra l’orizzonte. 

Infine, le megacostellazioni di satelliti influenzeranno anche le osservazioni nello spettro delle onde radio, millimetriche e submillimetriche, tra cui l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e l'Atacama Pathfinder Experiment (APEX). L’entità di questo impatto dovrà essere quantificato in nei futuri studi. (red)

La Federal Communications Commission, l'agenzia degli Stati Uniti che ha concesso alla SpaceX la licenza per il lancio delle megacostellazioni di satelliti Starlink, avrebbe violato le leggi federali sull'ambiente. L'eventuale battaglia legale che si prospetta potrebbe bloccare nuovi lanci e forse salvare le osservazioni astronomiche del cielo notturno

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Nei cieli infuria una battaglia, e a perdere è il cielo. Le prossime megacostellazioni di satelliti, progettate per coprire l'orbita terrestre di veicoli spaziali che portano Internet ad alta velocità in tutto il mondo, rischiano di riempire il firmamento di decine di migliaia di punti di luce in movimento, cambiando per sempre la nostra visione del cosmo. A rimetterci saranno gli astronomi, che fanno affidamento su cieli incontaminati per le loro osservazioni, e le persone comuni che godono della bellezza naturale di ciò che sta sopra le loro teste.

L'arrivo di un numero così elevato di satelliti "potrebbe cambiare il nostro rapporto e la nostra connessione con l'universo", afferma Ruskin Hartley, direttore esecutivo dell'associazione internazionale no-profit Dark Sky. Ma senza leggi o regolamenti internazionali vincolanti per proteggere il cielo notturno, chiunque si opponga all'avanzamento delle megacostellazioni sta sicuramente combattendo una battaglia persa. Giusto? Sbagliato.

Un nuovo articolo, che sarà pubblicato entro la fine dell'anno sulla rivista "Vanderbilt Journal of Entertainment and Technology Law" sostiene infatti che la Federal Communications Commission (FCC), l'agenzia responsabile della concessione di licenze per il funzionamento di queste costellazioni negli Stati Uniti, avrebbe dovuto valutare l'impatto che potrebbero avere sul cielo notturno. Ignorando una parte fondamentale della legislazione ambientale federale, la FCC potrebbe essere citata in giudizio – perdendo, e bloccando così ulteriori lanci di megacostellazioni finché non sarà effettuata una revisione adeguata.

"Gli astronomi stanno avendo questi problemi [e pensano] di non poter far nulla legalmente", dice l'autore dell'articolo Ramon Ryan, studente di giurisprudenza alla Vanderbilt University. "Ma c'è una legge, la National Environmental Policy Act (NEPA), che impone alle agenzie federali di esaminare attentamente le loro azioni. La mancata valutazione da parte della FCC di questi progetti di satelliti commerciali viola la NEPA; quindi, in senso stretto, avrebbe agito illegalmente".

Entrata in vigore nel 1970, la NEPA obbliga tutte le agenzie federali a valutare l'impatto ambientale di tutti i progetti che approvano. L'impatto copre una gamma di problemi, dagli effetti delle chiatte dei casinò sui fiumi al contributo di qualunque progetto ai cambiamenti climatici (bersaglio recente, quest'ultimo, delle revisioni normative dell'amministrazione Trump). Le valutazioni possono richiedere diversi anni, producendo da centinaia a migliaia di pagine di documenti.

Tuttavia, le agenzie federali possono eludere la NEPA se viene concessa loro una "esclusione categorica" per alcune o tutte le loro attività, esclusione che di solito viene richiesta sostenendo che quelle attività non hanno un impatto sull'ambiente e quindi non richiedono una valutazione. La FCC ha un'esclusiva categorica fin dal 1986 per quasi tutte le sue attività, inclusa l'approvazione di progetti spaziali, malgrado altre agenzie che hanno a che fare con lo spazio, specificamente la NASA, abbiano invece dovuto condurre valutazioni per effetto della NEPA.

"Ci sono altre agenzie che usano esclusioni categoriche, ma non credo che ce ne sia una che ne faccia un uso così ampio", afferma Kevin Bell, consulente del Public Employees for Environmental Responsibility (PEER), un'organizzazione senza scopo di lucro dedicata alle questioni ambientali. "È una norma che è stata concepita per un'altra epoca, prima dell'esplorazione dello spazio su larga scala."

La minaccia all'astronomia delle megacostellazioni di satelliti

di Alexandra Witze/Nature

Considerati i timori per l’impatto dei satelliti sul cielo notturno, dice Ryan, è improbabile che questa esclusione categorica regga in un tribunale. La sola SpaceX è stata autorizzata dalla FCC a lanciare 12.000 satelliti nella sua costellazione di Starlink nei prossimi anni, superando di gran lunga il numero attuale di circa 1500 satelliti attivi in orbita, e la società ne ha in programma altri 30.000. Ha già lanciato circa 180 satelliti Starlink, con altri 1500 in programma per il 2020.

Dopo il primo lancio di 60 satelliti nel maggio 2019, molti osservatori sono stati sorpresi dalla loro luminosità all'alba e al tramonto, momenti della giornata preziosi sia per l'astronomia sia per la semplice contemplazione delle stelle. “Quelli sono i momenti in cui la maggior parte delle persone gode il cielo", afferma Hartley. “Questi nuovi satelliti sono più luminosi del 99 per cento di quelli in orbita ora. Questa è la ragione dei nostri timori”.

Difendendo la sua esclusione categorica, la FCC sostiene che le sue azioni "non hanno alcun effetto significativo sulla qualità dell'ambiente umano e sono categoricamente escluse dalle valutazioni ambientali". Ryan afferma invece che la FCC potrebbe aver sbagliato in questo. "La FCC non ha mai condotto uno studio che dimostri perché i satelliti commerciali meritassero di essere classificati come categoricamente esclusi dalla valutazione", afferma. “E le prove dimostrano che questi satelliti stanno avendo un impatto ambientale. Se la FCC fosse citata in giudizio per non conformità con la NEPA, probabilmente perderebbe”.

C'è un precedente significativo per simili azioni giudiziarie. Sarah Bordelon, avvocato ambientalista dello studio legale Holland & Hart, in Nevada, che ha familiarità con i casi relativi alla NEPA, afferma che ogni anno vengono depositati più di 100 di questi casi. Negli anni ottanta, un caso relativo alla NEPA ha visto i National Institutes of Health sconfitti dai gruppi ambientalisti in merito alla liceità dell'approvazione di batteri geneticamente modificati per le colture senza un'adeguata valutazione, poiché avrebbero potuto rilasciare DNA ricombinante nell'ambiente. Nel 2000, il Corpo del Genio dell'Esercito degli Stati Uniti ha perso una causa per aver concesso le licenze per le chiatte da gioco d'azzardo sul Mississippi senza un'adeguata valutazione in base alla NEPA.

Una domanda cruciale è se si possa sostenere in un tribunale federale che la NEPA riguarda anche il cielo notturno. Secondo la Sezione 1508 della legge, ci sono effetti sia diretti sia indiretti che possono richiedere una valutazione ambientale, compresi quelli "estetici, storici, e culturali". Ryan afferma che è possibile sostenere in tribunale che questi fattori si applicano al cielo notturno. "Non ho dubbi che il cielo notturno rientri nella legge", dice.

Bordelon afferma che, anche se non conosce precedenti casi NEPA relativi allo spazio, l'argomentazione di Ryan è plausibile. "Non è folle", dice. "Se c’è un problema significativo che l'agenzia non ha valutato, probabilmente perderà. Se gli astronomi sono colpiti nel loro lavoro, se la loro possibilità di svolgerlo viene bloccata, allora avrebbero almeno la possibilità di arrivare a un tribunale federale".
Da parte sua, SpaceX ha cercato tardivamente di affrontare alcune delle preoccupazioni della comunità astronomica. Il suo ultimo gruppo di 60 satelliti Starlink, lanciato il 6 gennaio, ne comprendeva uno che era stato rivestito con un "trattamento di oscuramento sperimentale" progettato per ridurre la luminosità dei satelliti, ha detto la società, anche se non è chiaro quanto sia stato efficace il trattamento.

Ma anche se SpaceX fosse in grado di risolvere il problema per i suoi satelliti, rimane il timore che altre società che pianificano il lancio di megacostellazioni, come gli oltre 3000 satelliti del Project Kuiper di Amazon, attualmente in fase di revisione da parte della FCC, potrebbero non essere disposte a fare altrettanto. Negli ultimi due anni, la FCC ha autorizzato 13.000 satelliti di 10 aziende, compresa SpaceX.

Non è chiaro quali potrebbero essere le conseguenze se l'agenzia fosse citata in giudizio per non conformità con la NEPA. È possibile che, mentre la causa segue il suo corso, il che può richiedere diversi anni, venga presentata un'ingiunzione per impedire il lancio di altri satelliti autorizzati dalla FCC. Se l'agenzia dovesse perdere, si potrebbe richiedere di rivalutare le licenze esistenti ed eseguire le appropriate valutazioni NEPA, osserva Bordelon. Oppure la FCC potrebbe solo essere costretta a fare tali valutazioni per tutte le prossime richieste di lanci satellitari. “È una cosa che le parti dovrebbero discutere davanti a un giudice", dice. In complesso, il completamento dell'intero processo potrebbe richiedere anni.

Ryan afferma che la FCC potrebbe evitare azioni legali così lunghe modificando in futuro il suo modo di operare. "Per prevenire una battaglia legale, la FCC dovrebbe valutare l'impatto ambientale dei progetti relativi a satelliti commerciali utilizzando la NASA come modello", scrive nel suo articolo. "In tal modo, la FCC creerebbe degli standard nel settore dei satelliti commericali che promuovano la crescita e la stabilità economica e al tempo stesso rispettino il mandato del Congresso al governo federale di valutare in modo proattivo gli impatti ambientali delle sue azioni".

In una dichiarazione via e-mail, un portavoce della FCC ha affermato di essere "a conoscenza degli articoli di stampa e delle domande dei giornalisti su alcune preoccupazioni per l'effetto dei satelliti del sistema Starlink sulle osservazioni astronomiche alle lunghezze d'onda ottiche", ma ha osservato che la questione "non è stata sollevata in alcuna procedura della FCC". L'agenzia non ha risposto a una richiesta di commenti per sapere se avrebbe preso in considerazione la possibilità di cambiare le sue pratiche in futuro o se pensava che il cielo notturno ricadesse nell'ambito della NEPA.

Per gli astronomi e i semplici cittadini preoccupati per le megacostellazioni, tuttavia, l'articolo di Ryan può dare un barlume di speranza. Si potrebbe sostenere in tribunale che il cielo notturno è protetto ai sensi della NEPA e, per lo meno, agenzie federali come la FCC potrebbero essere incoraggiate a considerare l'impatto che i loro progetti avranno in futuro su questa risorsa collettiva. "Penso che possa essere formulata una valida argomentazione sulla base della NEPA", afferma Bell. “La bellezza del cielo notturno e, per gli astronomi, la possibilità di continuare a fare scienza conducendo osservazioni, sono entrambi ambiti che dovrebbero essere coperti dalla legge. Quindi gli estremi per un caso giudiziario dovrebbero esserci”.

(L'originale di questo articolo è stato pubblicato su "Scientific American" il 16 gennaio 2020. Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)

 

 

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