Costellazioni di satelliti per Internet e radioastronomia

Sapete certamente che diversi attori intendono lanciare cospicue costellazioni di satelliti in LEO per la diffusione di Internet via satellite, e che queste costellazioni potrebbero essere uno dei pricnipali clienti dei grandi lanciatori che si stanno affacciando sul mercato. I primi tre dovrebbero essere SpaceX’s Starlink, OneWeb, e IridiumNEXT, ognuno con migliaia di oggetti in orbita.
Da anni i radioastronomi si battono perchè questi grandi gestori facciano tutto l possibile per il rispetto delle bande di frequenza riservate alla radioastronomia. Trovare zone radio-quiete a terra è sempre più difficile, e con l’espansione di queste costellazioni potrebbe diventare impossibile.
Da una parte c’è il fatto che molte bande di osservazione radioastronomiche confinano con bande usate dai satelliti per il downlink; dall’altra l’industria ha poco interesse ad aumentare peso e complessità dei satelliti stessi per garantire il rispetto dei livelli di interferenza estremamente bassi richiesti dai radioastronomi.
Un articolo di Medium, a firma di un radioamatore americano (Adam N4ADK) fa il punto sulla triste situazione.

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Lo sviluppo della trasmissione dati via laser potrebbe essere un’alternativa fattibile?

Mi pare di aver letto che allo stato attuale ci sia solo una sperimentazione nella comunicazione laser SAT to SAT…

Non ho idea per quella verso la terra.

abbiamo un GROSSO esperto di comunicazioni laser, qui nel gruppo :smile:
Ma tu vuoi Internet anche quando piove, quindi zero, nil, nada, zilch. E vuoi che funzioni dallo smartphone, senza dover avere raggi che puntano satelliti. Il problema grave è il downlink dal satellite a terra, è lì che nascono le interferenze per gli altri servizi.

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Oggi l’Unione Astronomica Internazionale (IAU) ha rilasciato una preoccupata dichiarazione in merito alle costellazioni satellitari in corso di sviluppo.
Dopo aver premesso che l’IAU persegue il principio del minimo inquinamento - sia luminoso che in radiofrequenza - del cielo, quale strumento per la conoscenza del cosmo, patrimonio dell’umanità e misura di protezione delle specie animali notturne, la missiva si lancia in una motivata invettiva contro le costellazioni satellitari.

L’organizzazione contesta infatti come allo stato attuale non si comprenda ancora l’impatto che migliaia di satelliti comporteranno sugli ecosistemi e sulla ricerca scientifica.

Le preoccupazioni di natura scientifica sono ambivalenti.
In primis, il metallo altamente riflettente dei satelliti ne favorisce l’aumento di luminosità nelle ore immediatamente precedenti e successive al tramonto, a detrimento delle osservazioni dei telescopi terrestri esistenti, e di quelli ad ampio angolo di visuale in corso di costruzione.
In secondo luogo, l’IAU osserva come, a dispetto degli sforzi compiuti per evitare interferenze nelle frequenze operative dei radiotelescopi, le combinazioni di segnali radio aggregati provenienti da tali costellazioni possono significativamente danneggiare le osservazioni astronomiche nelle lunghezze d’onda radio.
Recenti, epocali successi - come la famigerata immagine del buco nero centrale di Messier 87 ripresa dall’Event Horizon Teleecope - sono stati invero resi possibili solo grazie agli sforzi per contenere l’inquinamento della volta celeste.

L’organizzazione internazionale conclude quindi con un accorato appello, volto a tutti gli enti coinvolti in questo non regolamentato settore di utilizzo dello spazio, affinché collaborino strenuamente ed efficamente per la salvaguardia e miglior tutela dei predetti principi.

La dichiarazione menziona esplicitamente, quali potenziali fonti delle preoccupazioni espresse, costellazioni in corso di dispiegamento, o comunque annunciate, quali Iridium, Starlink, OneWeb, Globalstar, Project Kuiper (Amazon) e Athena (Facebook).

EDIT: fonte
https://www.iau.org/news/announcements/detail/ann19035/

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Un interessante articolo di Albino Carbognani, astronomo dell’Osservatorio della Val d’Aosta, che si occupa della ricerca degli asteroidi NEO. Cito: “il numero totale di satelliti Starlink osservabili nella notte astronomica (all’inizio e alla fine) sarà di circa 1200 satelliti .”

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Un’altra voce istituzionale si leva contro i progetti di costellazioni satellitari, esprimendo fondati dubbi sui rischi che pongono per gli osservatori scientifici della volta celeste.
Oggi è infatti il turno della Royal Astronomical Society, che rimarca i frequenti flares attesi dai numerosi satelliti in transito, ogni qual volta la loro esposizione diretta alla luce solare ne comporterà significativi aumenti della luminosità.
L’invettiva, specificamente indirizzata nei confronti di Starlink, critica altresì la mancata previa concertazione dell’iniziativa con la comunità scientifica.

Spero che il montante risentimento delle istituzioni scientifiche induca a rivedere i metodi, e le possibili cautele, per arginare il fenomeno.

Fonte:

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Grazie fullguns, l’ho condiviso sulle pagine facebook che seguo.
Speriamo davvero che serva a qualcosa.

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Grazie a te!
Inizialmente ero stato entusiasticamente rapito dalle dimensioni di queste numerose iniziative, e dalla insita promessa di innumerevoli lanci, con il connesso prevedibile sviluppo delle tecnologie a noi tanto care.
Wow, migliaia di satelliti operanti all’unisono, un sogno solo pochi anni orsono…
Poi sono emersi i primi dubbi, concentrati sul problema dell’affollamento delle orbite, e del potenziale rischio di debris a fine vita operativa dei satelliti, se non correttamente gestiti.
Ora, di fronte ai molteplici e motivati caveat della comunità scientifica, comincio davvero a revocare in dubbio l’opportunità di un simile scenario, se incontrollato e lasciato alle sole leggi economiche del mercato delle telecomunicazioni…

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La lista degli aderenti ai j’accuse contro Starlink et similia, si è oggi arricchita dell’autorevole monito lanciato dal progetto Square Kilometer Array Telescope (SKA).
Gli scienziati del consorzio, che allo stato rappresenta una vera punta di diamante della radioastronomia a livello mondiale, hanno infatti ricordato come nei due siti delle installazioni (Australia e Sudafrica) siano in vigore stringenti misure normative, volte a limitare le interferenze da sorgenti radio di origine terrestre.
Nulla è invece comprensibilmente previsto a livello locale per le interferenze provenienti dall’orbita, regolamentate da un coacervo di complesse norme internazionali, affatto univoche o chiare, di difficile applicazione, e risalenti agli anni ’60 del secolo scorso.
In pratica dette normative si limitano alla previsione di una fascia di frequenze dedicate alla ricerca scientifica, in cui sono interdette (o devono essere attenuate) le emissioni di origine spaziale.
SKA lamenta come il progresso scientifico e tecnologico ha via via consentito ai radiotelescopi di svolgere ricerca di alto livello anche in altri ambiti di frequenze, che anzi si mostrano i più promettenti per lo sviluppo di campi fondamentali della radioastronomia.
Insomma, le normative di 50 anni fa mostrano tutta la loro inadeguatezza a svolgere una efficace funzione di protezione della attuale ricerca scientifica.
I ricercatori riferiscono di aver direttamente approcciato SpaceX in merito ai potenziali problemi attesi dalla costellazione Starlink, e confidano - imho forse troppo ottimisticamente - di poter concordare gli aspetti operativi maggiormente problematici.

Fonte:

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I radiotelescopi forse sono quelli che potrebbero essere più facilmente accontentabili spegnendo i satelliti quando passano sopra quelle aree che sono già di per loro disabitate e radio-tutelate e quindi senza potenziali clienti. Bisognerebbe fare dei conti più concreti con le coperture e le esigenze specifiche che non conosco

#poweruser, questa è, per fare un esempio, l’area di protezione se vuoi spegnere i transponders quando il satellite è sopra Medicina

starlink

Anche riducendo l’area ad una elevazione di 5° o 10°, non mi pare proprio disabitata. E anche prendendo in considerazione la deserta Australia (penso a Parkes e SKA) la situazione è simile

starlink2

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Pensavo che magari i fasci fossero più stretti visto che ci sono così tanti satelliti sulla stessa orbita e tante orbite vicine

Grazie @IK1ODO,
non immaginavo che l’area di sovrapposizione di potenziali interferenze radio fosse così vasta… bad news.
Ritenevo - al pari di @poweruser - che i problemi maggiori derivassero dai potenziali flares in campo ottico.
Non c’è evidentemente limite al peggio; oppure mi sbaglio e immotivatamente sono io il Giona del thread??

Non lo so, fullguns e poweruser. Il problema è che le antenne hanno sicuramente un fascio stretto e puntato al nadir o lì vicino, ma si parla di orientamento dei fasci di +/- 40°, e ogni antenna a schiera ha inevitabilmente fasci secondari attenuati di, tipicamente, 15-20 dB. Nei confronti di un ricevitore sensibile questo può essere distruttivo.
Il secondo problema, più tecnico ed indiretto, è che seppure le frequenze di funzionamento non siano sovrapposte alle bande radioastronomiche, la presenza di un trasmettitore estremamente potente (rispetto ai segnali astronomici) su una banda adiacente (pochi punti percentuali della frequenza) può accecare i ricevitori, bloccandoli o desensibilizzandoli, o creando segnali spuri. Come palliativo si mettono filtri passa-banda prima dei ricevitori radioastronomici, ma questi filtri hanno comunque una attenuazione verso i segnali di interesse, e alla fine si riduce la sensibilità del radiotelescopio.
Il terzo è che nessun trasmettitore è perfetto, e può emettere segnali spuri al di fuori della banda di funzionamento. Anche si qui si interviene con filtri e schermature, ma bisogna collaborare con i possibili interferiti per trovare un livello di protezione soddisfacente. E “collaborare” è la parola chiave.

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Anche l’UAI, Unione Astrofili Italiani, ha fatto un comunicato.

https://www.uai.it/sito/news/scienzaspazio/lunione-astrofili-italiani-scende-in-campo-contro-il-progetto-starlink-di-musk

Grazie @IK1ODO, un comunicato molto interessante quello dell’Unione Astrofili Italiani.

Anche se il ruolo ed il peso istituzionale dell’associazione non possono competere con le collaborazioni scientifiche che l’hanno preceduta nella critica a Starlink, emergono tre punti distintivi:

  • vengono per la prima volta indicati riferimenti precisi delle frequenze radio coinvolte, e del tipo di “disturbi visivi” attesi dalla costellazione, una volta completata;
  • anziché affidarsi alla sola collaborazione con le aziende interessate, viene proposta un’energica e sinergica iniziativa nei confronti di ONU e ISCU, affinché regolamentino dall’alto siffatte iniziative (obiettivo purtroppo difficile da ottenere, per le probabili resistenze da parte dei Paesi direttamente interessati);
  • viene revocata in dubbio l’opportunità di creare un oligopolio di enti, che gestiscano dati e informazioni (questo è imho uno scenario ancora remoto, stante l’attuale vantaggio della fibra nelle zone a maggior densità abitativa).
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