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Impacto dos Satélites Starlink na Radioastronomia

Estudo analisa as emissões de rádio do Starlink afetando a pesquisa científica.

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Os Satélites, como os do programa Starlink, tão ficando cada vez mais comuns no nosso céu. Embora ajudem com internet e comunicação, eles também produzem ondas de rádio que podem atrapalhar observações científicas feitas por radiotelescópios. Essa interferência pode bagunçar pesquisas importantes nas áreas de astrofísica e cosmologia.

Objetivo

Esse estudo busca checar as ondas de rádio emitidas pelos satélites Starlink em baixas frequências, especificamente em duas: 137.5 MHz e 159.4 MHz. Usando um protótipo de radiotelescópio chamado Engineering Development Array versão 2 (EDA2), queremos mostrar como é fácil detectar esses satélites e descobrir que tipo de Emissões eles produzem.

Como as Observações Foram Feitas

O EDA2, que tá localizado na Austrália Ocidental, é projetado especialmente para olhar Sinais de baixa frequência que vêm do céu. Ele usa um conjunto de antenas organizadas de um jeito que permite criar imagens de todo o céu. As observações foram feitas em duas ocasiões diferentes. A primeira durou 19.5 horas, e a segunda, cerca de 23 horas.

Com essas observações, coletamos dados nas duas frequências de interesse. Processando esses dados, tentamos identificar e analisar os sinais que vinham dos satélites Starlink.

Resultados das Observações

Durante as observações a 137.5 MHz, detectamos vários satélites Starlink. Esses satélites emitiram sinais fortes em vários momentos, aparecendo como flashes nas nossas imagens. A intensidade máxima dessas emissões chegou a níveis extremamente altos, mais fortes que muitas fontes naturais do espaço.

Na segunda série de observações a 159.4 MHz, notamos um comportamento diferente. Em vez de flashes periódicos, os sinais dos satélites eram mais constantes. Essa diferença de comportamento sugere que vários sistemas nos satélites podem estar causando diferentes tipos de emissões.

Tipos de Emissões

As emissões dos satélites Starlink podem ser divididas em duas categorias principais:

  1. Emissões Intencionais: Esses são os sinais que os satélites enviam de propósito, para comunicação e controle. A 137.5 MHz, esse tipo de emissão segue as regras internacionais, mas ainda tá em níveis muito altos comparado às fontes naturais.

  2. Emissões Não Intencionais: Esses sinais vêm de outros sistemas dentro dos satélites, como computadores de navegação ou fontes de energia. Eles não são pra ser transmitidos, mas podem ainda assim chegar aos telescópios na Terra. A 159.4 MHz, as emissões não intencionais eram especialmente perceptíveis e poderiam causar interferência na radioastronomia.

Impacto nas Observações Científicas

Ambos os tipos de emissões dos satélites Starlink podem prejudicar trabalhos científicos importantes feitos por radiotelescópios como o projeto SKA-Low. O SKA-Low busca estudar o universo em baixas frequências, e as emissões dos satélites podem obscurecer ou distorcer os dados coletados por esses telescópios.

Em particular, observações em baixa frequência são cruciais para estudar o universo primordial e sua formação. Se as ondas de rádio dos satélites interferirem nessas observações, isso pode atrapalhar nossa compreensão de eventos cósmicos, como a formação de galáxias e o comportamento do hidrogênio no universo inicial.

A Necessidade de Colaboração

Pra reduzir o impacto das emissões dos satélites, a comunicação contínua entre astrônomos e operadores de satélite é essencial. A SpaceX, a empresa por trás do Starlink, já mostrou disposição pra se envolver com a comunidade científica pra achar soluções que permitam que as operações dos satélites e a radioastronomia possam coexistir.

Possíveis Soluções

Aqui estão algumas estratégias que poderiam ajudar a mitigar a interferência dos satélites:

  • Modificações de Engenharia: Os operadores de satélite podem procurar maneiras de reduzir as emissões de seus satélites. Isso pode envolver ajustar os níveis de potência de seus transmissores ou mudar como os sinais são enviados.

  • Regulação e Políticas: Governos e órgãos internacionais precisam estabelecer políticas claras pra proteger o espectro de rádio usado para pesquisa científica. Isso poderia envolver impor restrições nas transmissões de satélites em bandas de frequência específicas que são críticas pra radioastronomia.

  • Técnicas de Processamento de Dados: Cientistas estão desenvolvendo métodos pra identificar e filtrar o barulho causado pelas emissões dos satélites dos seus dados. Assim, mesmo com interferência, informações astronômicas valiosas ainda podem ser extraídas.

Conclusão

A presença dos satélites Starlink e suas emissões representam um desafio pra futura radioastronomia, especialmente no projeto SKA-Low. Enquanto as emissões intencionais podem ser gerenciadas através das regulações existentes, as emissões não intencionais levantam preocupações sobre seu potencial de interferir com observações científicas críticas.

Pra garantir que a radioastronomia continue a prosperar junto com o número crescente de satélites, é vital que cientistas e operadores de satélites trabalhem juntos. Ao achar maneiras de gerenciar as emissões dos satélites, podemos proteger a pesquisa científica e aprimorar nossa compreensão do cosmos.

Agradecimentos

Essa pesquisa conta com apoio de várias organizações governamentais e educacionais que priorizam o crescimento da astronomia e tecnologia. A colaboração contínua entre a comunidade científica e os operadores de satélites é crucial pra garantir um equilíbrio em como usamos nossos céus.

Fonte original

Título: Detection of intended and unintended emissions from Starlink satellites in the SKA-Low frequency range, at the SKA-Low site, with an SKA-Low station analog

Resumo: Intended and unintended radio emissions from satellites can interfere with sensitive radio telescopes in the frequency ranges of key experiments in astrophysics and cosmology. We detect strong intended and unintended electromagnetic radiation from Starlink satellites at the site of the future SKA-Low facility in Western Australia, using an SKA-low prototype station known as the Engineering Development Array version 2 (EDA2). We aim to show that Starlink satellites are easily detectable utilising a configuration of low frequency radio antennas representative of an SKA-Low 'station' and that our results complement similar findings with the LOFAR telescope. Utilising the EDA2 at frequencies of 137.5 MHz and 159.4 MHz, we detect trains of Starlink satellites on 2023-03-17/18 and 2021-11-16/17, respectively, via the formation of all-sky images with a frequency resolution of 0.926 MHz and a time resolution of 2 s. Time differencing techniques are utilised to isolate and characterise the transmissions from Starlink and other satellites. We observe Starlink satellites reaching intensities of $10^6$ Jy/beam, with the detected transmissions exhibiting a range of behaviours, from periodic bursts to steady transmission. The results are notable because they demonstrate that Starlink satellites are detected in the SKA-Low frequency range, transmitting both intentionally and unintentionally. Follow-up work and discussion are needed to identify the cause of this unintentional radiation as it has the potential to interfere with SKA-Low science. Our results indicate that both intended and unintended radiation from Starlink satellites will be detrimental to key SKA science goals without mitigation. Continued conversation with SpaceX could potentially result in future mitigations which the EDA2 instrument could efficiently monitor and characterise at the SKA-Low site.

Autores: Dylan Grigg, Steven Tingay, Marcin Sokolowski, Randall Wayth, Balthasar Indermuehle, Steve Prabu

Última atualização: 2023-09-27 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2309.15672

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.15672

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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