Starlink vaza sinais e ameaça frequências da radioastronomia

O que aconteceu

Uma equipe da Curtin University, na Austrália, analisou cerca de 76 milhões de imagens de rádio captadas ao longo de 29 dias pelo Engineering Development Array 2, uma estação protótipo da SKA-Low instalada na Austrália. O levantamento, publicado na revista Astronomy & Astrophysics, catalogou 112.534 emissões de rádio individuais provenientes de 1.806 satélites Starlink distintos, espalhadas pela faixa de 73 a 235 MHz. A Starlink é a constelação de internet via satélite operada pela SpaceX.

O ponto central é que essas emissões não são os feixes de banda larga que a Starlink transmite de propósito. São vazamentos acidentais de hardware de bordo, que se acoplam à estrutura dos satélites e irradiam em frequências que ninguém autorizou. Alguns satélites emitem tons periódicos de 13 kHz perto de 137 MHz a cada 100 segundos. Como são imprevisíveis, esses sinais não podem ser subtraídos dos dados. Não se subtrai aquilo que não se consegue modelar.

Os números do estudo são diretos. O vazamento da Starlink chega a 10⁶ Jy/beam, enquanto os sinais de hidrogênio do universo primitivo exigem sensibilidade próxima de 10⁻⁵ Jy. Na prática, as emissões da constelação da SpaceX são cerca de 10.000 vezes mais fortes que os sinais cósmicos que a SKA-Low foi construída para detectar. Em algumas frequências, até 30% das imagens continham interferência da Starlink.

"Comparable to the brightest natural radio sources in the sky" (comparáveis às fontes de rádio naturais mais brilhantes do céu), afirmou Steven Tingay, da Curtin University, sobre as emissões vazadas.

Contexto

A SKA-Low levou décadas para ser desenhada com um objetivo específico: escutar o sinal mais tênue do universo observável, o hidrogênio neutro da aurora cósmica, quando as primeiras estrelas começaram a brilhar há cerca de 13 bilhões de anos. Esse é o tipo de medição que exige sensibilidade quase incompreensível, e a faixa de 73 a 235 MHz é justamente onde ela acontece.

O que os astrônomos estão captando, em vez do sussurro do universo jovem, é estática eletrônica dos satélites da SpaceX. O material detectado ainda apareceu dentro de duas faixas protegidas pela União Internacional de Telecomunicações (ITU), de 73 a 74,6 MHz e de 150,05 a 153 MHz, onde sinais não deveriam existir de forma alguma.

Por que importa

A contaminação não degrada apenas a qualidade dos dados. Ela ameaça tornar bandas inteiras de frequência cientificamente inutilizáveis. Tentar detectar aqueles sinais de hidrogênio antigo com a Starlink passando por cima é como tentar ouvir uma conversa de 13 bilhões de anos atrás enquanto o vizinho liga um subwoofer no volume máximo.

Quem perde são os projetos de radioastronomia que dependem dessas janelas do espectro, entre eles a própria SKA-Low. Quem ganha, por enquanto, é a operação da constelação, que segue expandindo sem que suas emissões acidentais sejam tratadas como problema regulatório.

Impacto

O dado de 30% das imagens contaminadas em certas frequências mostra que o efeito não é pontual nem raro. Com 1.806 satélites identificados como fontes de emissão, o problema escala junto com a constelação. Cada novo lote de satélites da Starlink colocado em órbita amplia a chance de interferência sobre as mesmas faixas que a SKA-Low precisa manter limpas.

Os 13 kHz periódicos a cada 100 segundos, perto de 137 MHz, ilustram a dificuldade. São pulsos regulares o suficiente para serem notados e irregulares o bastante para não entrarem em um calendário de observação. O astrônomo não consegue agendar sua medição para um momento sem interferência.

O que muda

O arcabouço internacional atual deixa as emissões não intencionais de satélites em uma zona cinzenta regulatória, mesmo quando elas caem dentro de faixas protegidas para a astronomia. O problema é estrutural: ninguém está tecnicamente quebrando nenhuma regra. As normas da ITU tratam das transmissões autorizadas, não da estática acidental que vaza do hardware e atravessa as bandas reservadas à ciência.

Isso desloca a discussão. Não se trata de pedir que a SpaceX desligue um transmissor, e sim de reconhecer que o desenho dos equipamentos de bordo precisa entrar no debate. Enquanto isso não acontece, os radiotelescópios operam em desvantagem dentro do próprio espectro que lhes foi destinado.

O que vem agora

O estudo publicado na Astronomy & Astrophysics coloca o vazamento da Starlink no radar de quem regula o espectro. A pergunta que fica é como a ITU vai tratar emissões não intencionais que já ocupam faixas protegidas, e se o desenho de hardware das constelações passará a ser considerado nessa conta.

Para a radioastronomia, o relógio corre junto com a expansão da Starlink. Cada satélite novo é mais uma fonte potencial de ruído sobre as frequências que a SKA-Low precisa manter silenciosas para ouvir o universo de 13 bilhões de anos atrás. O material não indica prazos para uma revisão das regras.

Fontes

• GadgetReview: Starlink Signal Leakage Threatens Radio Astronomy's Most Critical Frequencies (https://www.gadgetreview.com/starlinks-signal-leakage-is-threatening-radio-astronomys-most-critical-frequencies)
• Discussão no Hacker News (https://news.ycombinator.com/item?id=49667375)