Vantablack va al espacio: un recubrimiento ultranegro podría atenuar los satélites y salvar el cielo nocturno
Imagen destacada: El Observatorio Vera C. Rubin en Chile, cuyo estudio podría tener hasta el 40% de sus imágenes degradadas por estelas de satélites. Crédito: Rubin Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/H.
El número de satélites activos en órbita terrestre baja se acerca a los 20.000, con propuestas para hasta 1,7 millones de naves espaciales en los próximos años. Cada uno refleja la luz solar, produciendo brillantes estelas en las imágenes astronómicas y añadiendo un resplandor artificial al cielo nocturno que amenaza con apagar la tenue luz de galaxias lejanas.
Un nuevo estudio publicado en las Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ofrece una de las soluciones más prácticas hasta la fecha: recubrir los satélites con una pintura ultranegra que refleja solo el 2% de la luz incidente y puede ser pulverizada por ingenieros en sus propias instalaciones.
El recubrimiento, Vantablack 310, es producido por Surrey NanoSystems, una spin-off de la Universidad de Surrey. A diferencia del Vantablack original, que utilizaba delicados bosques de nanotubos de carbono cultivados en salas limpias, el Vantablack 310 es una pintura pulverizable a base de negro de carbono, lo suficientemente duradera para soportar la manipulación, las vibraciones de lanzamiento y al menos tres años en órbita.
“Las constelaciones de satélites ofrecen enormes beneficios, pero su creciente brillo presenta un desafío para la astronomía terrestre”, dijo James Whitfield, científico de aplicaciones de Surrey NanoSystems, en un comunicado de prensa. “Vantablack 310 combina un rendimiento ultranegro en una amplia gama de ángulos de visión con la durabilidad necesaria para la órbita terrestre baja.”
Por qué importa el brillo de los satélites
El problema no son solo las estelas visibles que cruzan las imágenes de los telescopios. Las constelaciones de satélites también aumentan el brillo difuso general del cielo nocturno, dificultando la detección de objetos astronómicos débiles. El Observatorio Vera C. Rubin en Chile, cuyo Legacy Survey of Space and Time de 10 años catalogará desde asteroides cercanos a la Tierra hasta supernovas transitorias, es especialmente vulnerable. Los astrónomos estiman que las constelaciones de satélites podrían degradar hasta el 40% de las imágenes de Rubin.
Los satélites Starlink actualmente tienen una magnitud de 3 a 5, visibles a simple vista bajo cielos oscuros. La Unión Astronómica Internacional ha recomendado límites de brillo para satélites que los harían en gran medida invisibles sin ayuda óptica. Vantablack 310, calculan los investigadores, acerca los satélites a ese objetivo.
El estudio liderado por Astha Chaturvedi, investigadora de posgrado en la Universidad de Surrey, probó Vantablack 310 bajo diferentes ángulos de iluminación en el laboratorio, simulando cómo se vería un satélite recubierto a medida que se mueve por el cielo. El recubrimiento mantiene su rendimiento óptico en todos los ángulos de incidencia, evitando los destellos brillantes y fogonazos que afectan las superficies pulidas de los satélites. La luz que no se absorbe se dispersa de manera difusa, eliminando los reflejos especulares que producen el aclaramiento más visible.
De los nanotubos de carbono a la pintura pulverizable
El Vantablack original, presentado en 2014, absorbía el 99,96% de la luz incidente. Era el material más negro jamás creado, pero también era frágil. Las estructuras de nanotubos de carbono se colapsaban al tacto y requerían deposición química de vapor controlada en instalaciones especializadas. No era adecuado para la producción masiva de satélites.
Vantablack 310 intercambia una pequeña cantidad de rendimiento de absorción por una practicidad dramáticamente mejorada. Con aproximadamente un 2% de reflectancia, sigue siendo mucho más oscuro que las pinturas espaciales convencionales, que típicamente reflejan alrededor del 5% de la luz incidente. Pero a diferencia del original, puede ser aplicado por los propios fabricantes de satélites utilizando equipos de pulverización convencionales.
La serie 310 también aborda el problema de gestión térmica que afectó los primeros intentos de SpaceX de oscurecer los satélites Starlink. El recubrimiento DarkSat de SpaceX causaba sobrecalentamiento porque la pintura absorbía la luz solar sin irradiar calor de manera efectiva. Los aglutinantes propietarios de Vantablack 310 aumentan tanto la absorbencia como la emisividad, acercando la superficie recubierta al equilibrio térmico a aproximadamente 5 grados Celsius a 1 unidad astronómica.
En pruebas de durabilidad que simulaban tres años en órbita, Vantablack 310 mostró una degradación insignificante. Las pinturas espaciales competidoras, informaron los investigadores, se “erosionaron por completo” bajo las mismas condiciones simuladas.
Jovian-1: la prueba orbital
El siguiente paso es una demostración de vuelo real. El CubeSat Jovian-1, una misión liderada por estudiantes de las Universidades de Surrey, Portsmouth y Southampton, llevará una sección de su panel solar recubierta con Vantablack 310. El satélite rotará mientras telescopios terrestres miden su brillo desde múltiples ángulos.
Chaturvedi planea presentar los hallazgos del equipo en el Taller 2026 de las Naciones Unidas sobre Cielos Oscuros y Silenciosos en Viena, donde se están desarrollando recomendaciones políticas para la regulación del brillo de los satélites. El estudio fue coautorado por investigadores de Surrey NanoSystems y del Instituto de Tecnología Avanzada de la Universidad de Surrey.
“El cielo nocturno es una de las ventanas más antiguas de la humanidad hacia el Universo, pero cada vez es más difícil ver las cosas”, dijo Chaturvedi. “Nuestros resultados muestran que elecciones de materiales relativamente simples podrían marcar una diferencia significativa en cómo los satélites afectan las observaciones astronómicas sin requerir cambios importantes en el diseño de las misiones.”
La Dra. Noelia Noël, profesora titular de astrofísica en la Universidad de Surrey, puso en perspectiva la urgencia del problema: “En los últimos cinco años, la humanidad ha lanzado más satélites al espacio que en los 60 años anteriores.”
Queda por ver si los operadores de satélites adoptarán voluntariamente el recubrimiento. Vantablack 310 añade costo y masa a la producción de satélites, y los operadores más grandes han mostrado un entusiasmo limitado por medidas de mitigación más allá de lo que exigen los reguladores. Pero el estudio proporciona algo que el debate ha carecido hasta ahora: un recubrimiento probado, disponible comercialmente y calificado para el espacio que podría reducir significativamente los peores efectos de la contaminación lumínica satelital sin rediseñar los propios satélites.
Traducido por Alessandra