Mohou se astronomové a satelitní operátoři naučit sdílet oblohu?
Satelitní pruhy ničí astronomické obrazy. Mohou vědci a vesmírné společnosti najít řešení dříve, než bude příliš pozdě?
Sluneční světlo odrážející dvojici komunikačních satelitů vytváří na této časosběrné fotografii noční oblohy dvě jasné světlice. Viditelné je také několik dalších světelných pruhů z jiných satelitů.
Alan Dyer/Stocktrek Images/Alamy
Hned pod našimi nosy (a nad našimi hlavami) je kosmická bitva.
Na jedné straně jsou astronomové, kteří používají pozemní observatoře ke shromažďování hvězdného světla z hlubin vesmíru. Na druhé straně jsou technologové, vojenští plánovači a kapitáni průmyslu, kteří rychle kokojí naši planetu Stále rostoucí roje satelitů s hvězdným světlem.
Když satelit prochází pohledem na pozemní observatoř, může odrážet sluneční světlo zpět na dalekohled a vytvářet jasné pruhy ve výsledných obrázcích, které mohou zakrývat – nebo dokonce maškaráda jako – astrofyzikální jevy. To je obzvláště problematické pro nejmodernější zařízení, jako je nová Observatoř Vera C. Rubinkterý používá k zachycení obří zrcadla a největší digitální fotoaparát na světě panoramatický výhled na oblohu Z vzdáleného hory v Chile. Je to „kolize dvou krásných technologií,“ říká Tony Tyson, hlavní vědec a astronom na Kalifornské univerzitě v Davisu.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Jak se satelity zvyšují, s návrhy Více než milion nových v současné době čeká na napětí mezi těmi, kteří vidí oblohu jako Wellspring kosmických znalostí– a ostatní, kteří to považují za nové, Sotva poklepal na říši z hospodářská aktivita.
V současné době existuje více než 13 000 kosmických lodí obíhá obíhající a více než polovina z nich jsou postaveny, spuštěny a provozovány společností SpaceX jako součást rozlehlé megakonstelace společnosti Starlink. Starlink existuje pro zaplnění přetrvávajících mezer v globálním připojení k internetu a nabízí vysokorychlostní širokopásmové služby zákazníkům v podstatě kdekoli na Zemi-a přestože je to zdaleka největší hráč v této doméně, není to jediný.
Mezi další patří Amazon’s Projekt Kuiper (S více než 3 200 plánovanými satelity), Eutelsatův Oneweb (s téměř 650 satelity) a řadou čínských projektů, jako jsou Guowang, Qianfan a Honghu-3, které každý vyžadují tisíce satelitů. K dispozici je dokonce i spin-off Starlink, Starshield, Starshield, na míru SpaceX pro americké ministerstvo obrany. Dominance Starlink z něj dělá dítě plakátu pro megakonstelace – hlavním cílem astronomových ire a testovací případ pro vyřezávání mírového soužití. (V reakci na žádost o komentář se zástupce od SpaceX ukázal na pravidelné aktualizace na webových stránkách společnosti.)
Inženýři Starlink od začátku spolupracovali s astronomy Snižte optické dopady jejich satelitů. Jejich konstrukce první generace používala tmavé materiály a sluneční clony k absorpci více slunečního světla a snížení viditelnosti satelitů ze Země. Ale sluneční clony vytvořily příliš mnoho tažení a byly vyřazeny v designu druhé generace. V druhé iteraci satelitů se místo toho, aby je absorbovaly světlo, SpaceX se zaměřil na strategicky odrážející jej od Země pomocí dielektrického zrcadlového filmu na jakýchkoli plochých površích. Satelity druhé generace také používaly speciálně vyvinuté černé barvy ke snížení možnosti lesků z jiných komponent, pokud je to možné.
V a Nedávný předtiskový článek zveřejněný na arxiv.orgSpoluautoři, kteří zahrnovali Tyson a dva zaměstnance SpaceX, analyzovali dopad tohoto vývoje na optické rušení satelitů a zjistili, že snížili optické rušení, i když by bylo možné dosáhnout ještě více vylepšení.
Zatímco satelity Starlink obvykle pracují ve výšce asi 550 kilometrů, Tyson a jeho kolegové také simulovali optické rušení satelitů v oběžné dráze až 350 km. V simulacích vedla nižší nadmořská výška přibližně 40 % snížení počtu satelitů vstupujících do pohledu na dalekohled, s pouze 5 % nárůstem jasu (objekty, které jsou vyšší, lze vidět ze Země na více místech a zůstávají v pohledu dalekohledu po delší dobu).
Ale výroba příliš nízké satelitní orbity může operátorům způsobit nepřiměřené potíže, říká Tyson. Satelit ve velmi nízké oběžné dráze zažívá více atmosférického tahu, který, pokud není protiaktivní, urychlí svůj orbitální rozpad a následné atmosférické reentry. V této době zůstává oficiální doporučení Observatory Rubinovy observatoře, že satelity oběžné dráhy pod 600 km, spíše než v mnohem nižší nadmořské výšce.
Centrum astronomické unie pro ochranu temné a tiché oblohy před rušením satelitního souhvězdí (IAU CPS) oslovilo různé satelitní společnosti a žádalo je, aby snížily své optické (stejně jako rozhlasové) rušení. „Většina lidí, s nimiž jsme hovořili, jsme propojili, byla ve skutečnosti docela otevřená,“ říká Meredith Rawls, astronom na University of Washington a spoluzakladatel iniciativy IAU CPS Sathub, „ale to se nestará.“ CPS nemůže oslovit všechny relevantní hráče, aby vznesli obavy a nadále sledovali jejich navrhovaná řešení a jejich dopady. Kromě toho ani společnosti, které jsou vnímavé k obavám CPS, nemusí být ochotny provést významné změny – jako je snížení satelitních drah -, které by poškodily jejich spodní hranici.
Obecně a důsledně chránit astronomickou oblohu, vládnoucí těla možná bude muset projít restriktivní politikou. „Nemyslím si, že by někdo chtěl nulové satelity,“ říká Rawls, „ale v tuto chvíli je to docela neregulovaná situace v divokém západě, ve které se ocitneme.“ Iniciativy, jako je americká National Science Foundation’s (NSF) Satelitní koordinační dohodyTam, kde se makléř vládních agentur jedná přímo se satelitními operátory, by mohlo být šťastné médium. Doposud NSF podepsala obchody s americkými satelitními společnostmi, jako jsou Project Kuiper, OneWeb, Starlink a AST Spacemobile, aby zajistily, že tyto společnosti dodržují určité pokyny a vyhýbají se tomu, co je možné, zasahují do observatorů partnerů.
Jednou komplikací je, že astronomická pozorování jsou ovlivněny pouze satelity vyráběné v zemích, ve kterých jsou založeny. „Žádný národ nebo subjekt nemůže řídit smysluplnou změnu bez koordinovaného jednání a spolupráce vlád, majitelů satelitních majitelů nebo výrobců a astronomery z celého světa,“ napsal výbor OSN, “napsal OSN výbor OSN,“ papír v konferenční místnosti. Copuos ještě musí navrhnout jakékoli předpisy nebo standardy pro široké přijetí. Místo toho doporučil, aby členské národy povzbuzovaly a podporovaly spolupráci mezi výrobci satelitu a astronomy. S rostoucím počtem satelitních operátorů po celém světě se však odborníci domnívají, že to nemusí stačit.
Rubin a podobné observatoře „stále budou dělat dobrou vědu,“ říká Rawls. Popisuje optické rušení ze satelitů jako „chyby na čelním sklu“: obtížné a dráždivé –ne devastující. Tyson popisuje rušení spíše jako jasné světlomety z blížícího se automobilu a zakrývající důležité detaily s výbuchem světla. Dědictví Observatory Rubin, říká, bude „objevit neočekávané“ – najít věci ve vesmíru, o nichž astronomové nikdy nevěděli, že by hledali, že „vyhodí mysl každého“. Tyto objevy jsou však méně pravděpodobné „zákalem“ satelitních souhvězdí. „Vědecká komunita se něco vzdá,“ říká Tyson. „Doufám, že to není moc.“
Je čas postavit se za vědu
Než stránku zavřete, musíme požádat o vaši podporu. Vědecký Američan sloužil jako obhájce vědy a průmyslu po dobu 180 let a myslíme si, že právě teď je nejkritičtějším okamžikem v této historii dvou století.
Nežádáme o charitu. Pokud stát se digitálním, tiskem nebo neomezeným předplatitelem Pro Scientific American můžete pomoci zajistit, aby naše pokrytí bylo soustředěno na smysluplný výzkum a objev; že máme zdroje na podávání zpráv o rozhodnutích, která ohrožují laboratoře po celé USA; a že podporujeme jak budoucí, tak pracující vědci v době, kdy se hodnota samotné vědy často nerozpoznala. Kliknutím sem se přihlásíte k odběru.
