28/04/2020

Starlink, el tren de llums del cel

Starlink és una mega-constel·lació de satèl·lits de l'empresa SpaceX. Està pensada per proporcionar accés a Internet barat a qualsevol regió de la Terra i als racons més remots del planeta. En última instància, podria tenir fins a 42.000 satèl·lits, tots situats en òrbita baixa a altituds d'entre 330 quilòmetres i 1.320 quilòmetres.

Connectant a tota la població mundial a Internet

Tots aquests satèl·lits s'estan posant en òrbita amb els llançadors de SpaceX, utilitzant Falcon 9 d'ocasió. El dia 1 de març 242 satèl·lits ja s'han posat en òrbita, dos prototips Tintin A i B (febrer de 2018). La seva entrada parcial en servei està prevista per a la segona meitat del 2020 als Estats Units i el Canadà. Starlink calcula que podrà començar a proporcionar un servei limitat de 400 satèl·lits, o 610 Mb/s. Amb 800 satèl·lits, la connexió hauria d’augmentar fins a 1 Gb/s.

Els primers 60 satèl·lits de la constel·lació de Starlink. Es veuen aquí en el seu dispensador,
instants abans de ser alliberats a l’espai. © SpaceX 

La polèmica

A causa d’aquest nombre tan gran de satèl·lits, aquesta mega-constel·lació provoca moltes controvèrsies a causa dels riscos provats que pot suposar per a l’activitat dels satèl·lits en òrbita baixa (avaries, col·lisions, pèrdua de control). A això s’afegeix el fet que, malgrat el reduït nombre de satèl·lits en òrbita (240), aquests últims ja molesten les observacions d’astrònoms i personatges científics i polítics que es veuen obligats a accelerar per avisar les autoritats sobre la contaminació lumínica generada pels satèl·lits Starlink.


Exemple de la contaminació en les observacions astronòmiques de la desfilada del tren Starlink en aquestes dues imatges:

Una agrupació de 115 imatges entre les 20:26:40 i les 20:38:45 UT, davant les estrelles del Lleó. L'altra és agrupació de 68 imatges entre les 20:39:10 i les 20:45:30 UT, de l'estrelles del Cranc. Fotografies d'una càmera Cànon EOS 80D + EF 2.0 / 35 mm, 5 segons d'exposició, 1000 ISO. Des del centre de la ciutat de Leiden.

Per la seva banda, SpaceX diu que evidentment es prenen molt seriosament aquests dos temes i el mateix Elon Musk es compromet a trobar solucions per reduir l’impacte de la seva constel·lació  sobre les observacions astronòmiques de la Terra i evitar la saturació de la òrbita baixa.

Si es realitzen 12.000 satèl·lits Starlink, aquests superaran el nombre d’estrelles visibles a simple vista. Dit això, tot i que el projecte preveu un total de 42.000 satèl·lits, heu de saber que un miler dels seus satèl·lits són necessaris per proporcionar un servei de qualitat: incloure una velocitat i una latència adaptades a les necessitats per poder cobrir el conjunt del planeta i zones comercialment atractives. Dit d’una altra manera, SpaceX adaptarà el nombre de satèl·lits en òrbita d’acord amb el seu èxit comercial i tan aviat com canviïn les limitacions d’accés a l’ample de banda

No s’ha d’oblidar que SpaceX no és l’únic projecte de mega-constel·lació de satèl·lits d’Internet. Podem citar com a exemple la constel·lació de Kuiper d'Amazon que hauria de tenir 3.500 satèl·lits i els de OneWeb (648 satèl·lits) i el Startrocket rus (200 satèl·lits).

SpaceX: 60 satèl·lits més incloent-ne un de fosc per a Starlink

Seixanta satèl·lits més van ser posats en òrbita amb èxit per SpaceX el 6 de gener per completar la seva futura xarxa d'Internet. Ara té 180 unitats (N. del T. a data del 7/1/2020) i s’hauria de posar en servei aquest any (només als Estats Units i Canadà), però després d’almenys dos llançaments més.

Imatges de la fase del desplegament reeixit de 60 satèl·lits Starlink. Crèdit: SpaceX, Twitter. 

Més tard, Starlink hauria de permetre als usuaris d’Internet situats en llocs aïllats -o a bord d’avions o vaixells- accedir a una xarxa d’internet de qualitat. Per a això, caldria posar en òrbita diverses dotzenes de sèries més. Gwyne Shotwell, president de SpaceX, va anunciar el mes passat que la companyia ho farà així, amb entre 35 i 38 llançaments enguany.

Cal destacar que un dels mini-satèl·lits llançats a principis del 2020 està cobert amb un revestiment fosc destinat a limitar els reflexos dels quals els astrònoms de tot el món es queixen des de fa diversos mesos. "Encara és massa aviat per saber si aquest recobriment és efectiu. En qualsevol cas, només és un primer pas i no serà suficient per resoldre els problemes dels astrònoms amb Starlink", remarca Jeff Hall, director de l'observatori Lowell de Flagstaff (Estats Units).

SpaceX és ara l’operador amb la flota de satèl·lits comercials més gran del món. © SpaceX  

Al vídeo següent podreu observar el tren de satèl·lits de la constel·lació Starlink, que son ben visibles durant els trànsits nocturns per sobre dels nostres caps. Crèdit: ViralVideoLab


Vols veure a les nits el tren dels satèl·lits Starlink de SpaceX?

Una processó d'una seixantena d'objectes lluminosos clarament identificats desfila pel cel nocturn des del 24 de maig del 2019, despertant la delícia d’uns i la frustració d’altres. Es tracta dels satèl·lits de la constel·lació Starlink de SpaceX, que acabarà comptant-ne amb 12.000 per tal d’assegurar la cobertura global d’Internet, molts més que el nombre d’estrelles visibles a simple vista al cel (aproximadament unes 9.000). Només un dia després del llançament, l’arqueòleg i astrònom Marco Langbroek va veure la processó per satèl·lit al seu pas pel nord d’Europa. (veure imatges més amunt).

Els satèl·lits Starlink són visibles a simple vista diverses vegades a la nit, ja que orbiten la Terra en uns 90 minuts, més o menys com l'estació espacial internacional (ISS-EEI). Diversos llocs de seguiment de satèl·lits (en anglès) ja estan en alerta i anuncien els propers trànsits del tren de satèl·lits Starlink al cel de la vostra ciutat, com CalSky.com, N2YO.com i me.cmdr2.org/starlink, o des de Starlink Apareixen com a estrelles de lluminositat relativament baixa (entre +6,5 i +4 de magnitud aparent) però suficients per provocar por, en un proper futur de molèsties per a les observacions astronòmiques, els satèl·lits es mouen actualment en una òrbita baixa al voltant de 440 km sobre el nivell del mar. La processó molt atapeïda hauria d’esclatar una mica en els propers dies, ja que s’uniran de forma independent a una òrbita operativa a una altitud de 550 km.

En resum; la polèmica està servida.

Per què no ens adonem que la Terra està girant?


No ho notem, però tot i així, la Terra gira sobre si mateixa. Així, en un punt situat a l'equador gira a uns 1.670 km per hora!.

No sentim que la Terra gira, però això no impedeix que els objectes situats a la seva superfície traeixin el seu moviment. De fet, la rotació de la Terra és responsable d’una força de Coriolis que desvia moviments inercials a la dreta a l’hemisferi nord i a l’esquerra a l’hemisferi sud, (recordeu el famós experiment del gir de l'aigua als desaigües?). Va ser llavors i gràcies a un pèndol suspès de la volta del Panteó Paris, que Jean Bernard Léon Foucault va demostrar la rotació de la Terra el 1851.
 
La rotació de la Terra, un moviment uniforme
 

La velocitat de rotació de la Terra és certament relativament alta. L’important però, és que aquesta velocitat sigui constant. El moviment de rotació de la Terra és uniforme, cosa que no dóna lloc a cap sensació particular. Feu un experiments: Seieu en un tren o en un cotxe, quan viatja a velocitat de creuer, no sentiu res, encara que sigui el TGV. Només es pot sentir físicament l’acceleració i la frenada. De fet, en aquests moments, les forces ens atreuen cap al nostre seient o ens rebutgen. 


Aquest vídeo és una interpolació d'imatges rebudes de la NASA DSCOVR: EPIC. El satèl·lit està situat al punt L1 de Lagrange, a 1 milió de milles de la Terra en l'eix cap al Sol, i per tant té una vista permanent del costat diürn de la Terra. Les imatges s'envien cada 1 o 2 hores. L'algoritme de Blueturn proporciona una interpolació de 60Hz en temps real.

Els efectes de la força centrífuga

Per seguir el moviment circular de la Terra, cal aplicar una força al cos. En cas contrari, el principi d’inèrcia ens faria moure en línia recta. La força en qüestió és la de la gravetat, que es desglossa en dos termes:

- La força gravitatòria (responsable d’una acceleració de 9,8 m/s2) que resulta de la massa de la Terra i que ens atrau cap al seu centre.

- La força centrífuga (responsable d’una acceleració d’aproximadament 0,02 m/s2) que resulta de la rotació de la Terra i que tendeix a expulsar-nos d’aquesta.

Per sentir la rotació de la Terra, l’efecte centrífug hauria de ser més fort que la gravetat.


Ho he vist aquí