Satelītu mega-zvaigznāji riskē uz visiem laikiem sagraut astronomiju

Redzamas Starlink svītras apzīmē šo nakts debesu attēlu, kas uzņemts DeCam DELVE aptaujā. CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/DeCam DELVE aptauja

Astronomijas kopiena ir uz priekšu. Pieaugošais satelītu skaits, kas straumē pa zemo Zemes orbītu, padara gandrīz neiespējamu iegūt skaidru skatu uz debesīm.

Patiesie draudi, ko šie mega-zvaigznāji rada astronomijas kopienai, ir tikai sākuši saprast. A Ziņot Pagājušajā nedēļā Amerikas Astronomijas biedrība secināja, ka tie būtiski mainīs astronomisko novērošanu optiskajiem un gandrīz infrasarkanajiem pētījumiem. Nakts attēli bez saules apgaismota satelīta vairs nebūs norma, raksta autori.

Pirmie Starlink satelīti jau bija skaidri redzams neilgi pēc palaišanas pagājušajā gadā, un dažas observatorijas atrada savus nakts debesu attēlus sagrauta . Ceturtdien SpaceX ir paredzēts palaist savu jaunāko Starlink satelītu sēriju ar 60 satelītu komplektu, kas pievienosies 653 satelītu flotei, kas ir palaists kopš 2019. gada maija. Paredzams, ka pēc vairākiem gadiem viss tīkls palielināsies līdz 12 000 satelītu. iespējama paplašināšana līdz 42 000. Londonā bāzētais OneWeb, virzoties cauri a bankrota gads un jaunas īpašumtiesības , tikko atradu FCC apstiprinājumu 1280 satelīti lai sniegtu platjoslas pakalpojumus ASV patērētājiem, un uzņēmums piedāvā tādu konstelāciju galu galā varētu paplašināties līdz 48 000 satelītu . Amazon beidzot saņēma apstiprinājumu tam Projekta Kuiper priekšlikums palaist 3236 satelītus savam satelīta interneta pakalpojumam, un tas, visticamāk, ir tikai sākums. Astronomija, kā mēs zinām, tā nekad nebūs tāda pati.

Timelapse video par Starlink satelītu kopas pāreju virs Maunakea, Havaju salās 2019. gada 12.–13. novembrī.

STARPTAUTISKĀ DVĪŅU OBSERVATORIJA/NOIRLAB/NSF/AURA

SpaceX Starlink satelītu redzamība patiešām visus satrieca, saka Mičiganas štata universitātes astronome un bijusī AAS prezidente Megana Donahjū. Lai gan daudzi cilvēki bija sajūsmā par to, ka skaidrā naktī debesīs pārvietojas spožu gaismu vilciens, astronomi zināja, ka šīs gaismas beigsies kā garas baltas svītras uz teleskopu savāktajiem attēliem, izdzēšot īstās zvaigznes un debess objektus. mēģinot novērot. Viņa saka, ka astronomiem ir šausmīgi iedomāties, ka debesis rāpo ar tām.

Fotobombardēšanas satelīts nav nekas jauns — tas noteikti notiks ar vairāk nekā 2600 aktīvo satelītu rāvējslēdzējs ap Zemi. Bet saskaņā ar Lowell Observatorijas direktora un AAS ziņojuma līdzautora un redaktora Džefa Hola teikto, lielākā daļa no tiem ir vāji, īpaši tie, kas atrodas ļoti lielā augstumā. Ja tie parādās attēlā, tie ir ļoti mazi punktiņi. Viņi gandrīz nesagādā problēmas.

Tā kā šie jaunie zvaigznāji tiek izvietoti zemākās orbītās, tie ir daudz spilgtāki, atstājot aiz attēla garas spilgtas svītras un dažreiz izkropļojot citas datu daļas. Un, tā kā to ir tik daudz, mēģinājums tos atturēt no redzesloka ir zaudētāja spēle. Vecajās dienās, iespējams, vienu no 100 attēliem nevarēja izmantot traucējoša satelīta dēļ. Astronomi tagad saskaras ar iespēju, ka viņi var zaudēt pat divas trešdaļas no saviem datiem šīm satelītu takām.

Jaunie LEO satelīti neietekmē visas astronomijas programmas vienādi. Halla darbs, piemēram, veic optisko spektrogrāfu (no avota izstarotās gaismas viļņu garuma) novērojumus, lai izmērītu ļoti specifiskas atsevišķu zvaigžņu variācijas. Šie attēli tiks ietekmēti tikai tad, ja satelīts lido tieši teleskopa priekšā.

Bet nākamās paaudzes teleskopiem, kas ir ārkārtīgi jutīgi vai veic plaša lauka novērojumus, kas apseko milzīgas debesu zonas, Starlink un citi zvaigznāji būs kropļojoša problēma. Observatorijas, kas meklē tuvumā esošus objektus, piemēram, Havaju Universitātes Panorāmas izpētes teleskops un Ātrās reaģēšanas sistēma (Pan-STARRS), jau ir atrast viņu attēlus, kurus sagrauj Starlink satelītu kustības . Ja asteroīds atrodas sadursmē ar Zemi, dati tagad varētu būt pārāk bojāti, lai mēs to atrastu pietiekami agri un plānotu pareizu reakciju.

Spilgtākais piemērs, iespējams, ir Vera C. Rubin observatorija Čīlē (iepriekš saukta par Large Synoptic Survey Telescope), miljardu dolāru vērta iekārta, kas paredzēta, lai palīdzētu astronomiem atklāt ārkārtīgi vājus optiskos un gandrīz infrasarkanos signālus. To izmantos, lai kartētu mazus objektus, kas atrodas tālu, un meklētu tumšo vielu un tumšo enerģiju. Simulācijas liecina, ka pat 30% no Veras Rubinas attēliem tiks nomocīti vismaz viena Starlink satelīta taka kad ir izvietota pilna konstelācija. Simtiem zinātnisku pētījumu, kas balstās uz šiem datiem, var tikt apturēti, aizkavējot dažus atklājumus uz vairākām paaudzēm.

Pēc Donahue domām, ideāls mērķis būtu samazināt šo satelītu spilgtumu par 100. Šim nolūkam AAS ziņojumā ir izklāstīti vairāki iespējamie risinājumi, kas, domājams, ir praktiski gan astronomiem, gan satelītu operatoriem. Piemēram, jauna programmatūra varētu sniegt astronomiem uzmanību kad un kur ir sagaidāms, ka satelīti pāries virs galvas . Tas varētu palīdzēt viņiem strādāt ap tiem laikiem vai pat maskēt satelītu gaismu ekspozīcijas laikā, un to varētu izmantot arī attēlu apstrādē, lai no pašiem datiem atņemtu satelīta pēdas.

Satelītu operatoriem, kas meklē risinājumus, ir jāņem vērā arī biznesa mērķi. Galu galā ātrākais un efektīvākais risinājums būtu pārtraukt zvaigznāju palaišanu, un tas ir vienkārši nesācējs.

Viena iespēja ir padarīt satelītus mazāk atstarojošus. SpaceX izmēģināja prototipu DarkSat janvārī gleznot uz Starlink satelīta, bet tas neizdevās būtiski samazināt spilgtumu . Uzņēmums tagad uzstāda izvietojamu saules aizsargu ar nosaukumu VisorSat uz visiem saviem satelītiem, kas virzās uz priekšu, taču zinātnieku vidū ir dažas diskusijas par to. vai tas tiešām ir efektīvs risinājums .

Pēc Hola teiktā, viena no labākajām pieejām ir pielāgot satelīta orientāciju kosmosā, lai atstarojošā virsma būtu vērsta prom no zemes, līdz minimumam samazinot spožo spīdumu, ko novēro virsmas teleskopi. Es pats to esmu novērojis ar dažiem SpaceX satelītiem, kur viņi ir veikuši attieksmes korekcijas, viņš saka. Jūs joprojām varat redzēt, kā viņi iet garām, bet tik tikko — viņi ir ļoti vāji.

Viens no lielākajiem konfliktiem, ar ko saskarsies satelītu operatori, būs ap viņu zvaigznāju augstumiem. OneWeb dibinātājs Gregs Vailers ir strīdējies ka viņa uzņēmuma konstelācija, visticamāk, neizraisīs satelītu sadursmes pateicoties tās augstākajai 1200 kilometru orbītai. Tā kā kaut kas līdzīgs Starlink mēģina aptvert planētu ar daudz vairāk satelītu, kas riņķo tuvākā attālumā, satelītiem, kas atrodas augstākās orbītās, ir lielāks sakaru nospiedums, kas nozīmē, ka katrs var aptvert lielāku Zemes daļu. Tas varētu samazināt kopējo satelītu skaitu debesīs.

Diemžēl, kā uzsvērts AAS dokumentā, jo augstāka ir orbīta, jo ilgāk satelīts paliek redzes laukā. Tas varētu būt nedaudz mazāk spilgts, taču, ņemot vērā visus nolūkus, tas tikpat labi traucē astronomiskajiem novērojumiem — iespējams, visu nakti. Ziņojumā ieteikts uzņēmumiem atturēties no zvaigznāju izvietošanas virs 600 kilometru augstuma.

Par laimi, visi šie uzņēmumi ir gatavi partneri, lai noskaidrotu, kā atrisināt problēmu. AAS ziņojumā tika iekļauta plaša informācija gan no SpaceX, gan OneWeb. Viņiem šķiet, ka tas, ko viņi dara, ir patiešām forši, un viņiem šķiet, ka tas, ko mēs darām, ir patiešām forši, saka Hols. Tāpēc mēs cenšamies šeit sadzīvot.

Astronomiem jāpaļaujas uz šo satelītu operatoru labo gribu. Nav nekādu tehnisku vai regulējošu šķēršļu īpaši spilgtu satelītu zvaigznāja palaišanai, kas varētu padarīt neiespējamu daudzas vai lielāko daļu astronomijas programmu.

Hols un viņa kolēģi plāno novērst šo regulējuma nepilnību un nākt klajā ar ieteikumiem jaunā semināru kārtā, kas sāksies nākamā gada pavasarī. Viņi sagaida, ka SpaceX un citi sadarbosies arī šajā jomā. Satelītu operatoriem visā pasaulē ir stimuls izvairīties no milzīga haosa, kas varētu rasties, ja viņiem visiem būtu brīva izvēle, lai kosmosā palaistu visu, ko vēlas.

Tie ir politikas ieteikumi, kas būs jāiesniedz Apvienoto Nāciju Organizācijai, saka Hols. Tā ir starptautiska problēma. Un tas būs jārisina starptautiskas institūcijas kompetencē. Tomēr tas, kad ANO un tās dalībvalstis patiešām pieņems un ieviesīs šādus noteikumus, ir pavisam cits jautājums.

Labojums 9/8/20: ir izlabots nepareizs citāts no Hallas.

paslēpties