Megaozviježđa mogu uništiti astronomiju i nema lakog popravka

Vlak svemirskih satelita SpaceX Starlink vidljiv je na noćnom nebu na ovoj fotografiji iz videa koji je snimio satelitski tragač Marco Langbroek u Leidenu u Nizozemskoj 24. svibnja 2019. godine, samo jedan dan nakon što je SpaceX lansirao 60 Starlink internet komunikacijskih satelita u orbitu .

Vlak svemirskih satelita SpaceX Starlink vidljiv je na noćnom nebu na ovoj fotografiji iz videa koji je snimio satelitski tragač Marco Langbroek u Leidenu u Nizozemskoj 24. svibnja 2019. godine, samo jedan dan nakon što je SpaceX lansirao 60 Starlink internet komunikacijskih satelita u orbitu . (Kredit za sliku: Marco Langbroek putem SatTrackBloga )





Paul M. Sutter je astrofizičar u SUNČAN Stony Brook i Institut Flatiron, domaćin ' Pitajte svemirca ' i ' Svemirski radio , 'i autor' Kako umrijeti u svemiru . ' Sutter je pridonio ovom članku Glas stručnjaka guesswhozoo.com-a: Op-Ed i uvidi .

Tijekom sljedećih nekoliko godina, tvrtke diljem svijeta planiraju lansirati desetke tisuća satelita u orbitu kako bi omogućile globalni pristup internetu velike brzine. Ali taj pristup ima svoju cijenu: zagadit će nebo i zaraziti astronomska opažanja.

Pa postoji li način da se to popravi? Tim istraživača modelirao je učinke ovih satelita i istraživao različite strategije ublažavanja. Čini se da odgovor nije lak.



Uspon megaozviježđa

Starlink, OneWeb, Kuiper, SatNet - ovo su samo početak megakonztelacija koje će u idućim godinama lansirati u Zemljinu orbitu. Svaki će osigurati svoju vlastitu mrežu brzog globalnog pristupa internetu.

Porast satelita u orbiti je zapanjujući. Trenutno postoje više od 3.300 aktivnih umjetnih satelita u orbiti Zemlje, prema Uniji zabrinutih znanstvenika, skupini za zagovaranje znanosti. U međuvremenu, znanstvenici koji stoje iza novog istraživanja napominju da će se generacija 1 SpaceX -ove Starlink sama po sebi sastojati od 11.926 satelita, a generacija 2 imat će 30.000 više. OneWeb, Amazonov Kuiper i kineski SatNet zajedno će rasporediti preko 20.000 satelita.

Prije nego što su ova megazviježđa počela lansirati 2018. godine, najveća konstelacija satelita bili su komunikacijski sateliti Iridium, kojih je bilo samo 70.



Povezano : SpaceX -ovo satelitsko megazviježđe Starlink lansirano je na fotografijama

Svaki satelit izvor je zagađenja. Sama satelitska tijela, kao i njihove ekspanzivne solarne ploče, reflektiraju sunčevu svjetlost. Astronomu koji koristi najveće teleskope na Zemlji za hvatanje najslabijih objekata na nebu, megakozviježđa nisu blagodat, već smetnja. Kad satelitsko sazviježđe pređe vidno polje teleskopa, ne radi se samo o jednom nizu, već o više njih koji potencijalno mogu izazvati pustoš u astronomskim opažanjima.

Zagovornici megakozviježđa tvrdili su da će velike nadmorske visine satelita smanjiti njihov utjecaj na astronomiju te da će samo određene vrste programa promatranja biti ugrožene.



Stoga su se istraživači odlučili poslužiti se dostupnim podacima za predviđanje utjecaja ovih megaozviježđa na astronomska opažanja.

Modeliranje utjecaja

Slika prikazuje dijagonalne linije uzrokovane svjetlošću koju reflektira skupina od 25 satelita Starlink koja prolazi kroz vidno polje teleskopa na opservatoriju Lowell u Arizoni tijekom promatranja skupine galaksija NGC 5353/4 25. svibnja 2019. godine.

Slika prikazuje dijagonalne linije uzrokovane svjetlošću koju reflektira skupina od 25 satelita Starlink koja prolazi kroz vidno polje teleskopa na opservatoriju Lowell u Arizoni tijekom promatranja skupine galaksija NGC 5353/4 25. svibnja 2019. godine.(Slika zasluga: Victoria Girgis/Opservatorij Lowell)

Nemoguće je znati koliko će nebo postati loše sve dok se svi sateliti ne podignu i dok se astronomi ne pokušaju baviti astronomijom. No do tada bi moglo biti već kasno. U međuvremenu je tim astronoma pokušao modelirati utjecaj megaozviježđa na modernu astronomiju.

Astronomi su, na temelju javno dostupnih informacija, najbolje pretpostavili orbitalne konfiguracije budućih megaozviježđa. Zatim su modelirali veličinu i svjetlinu svakog satelita, što uvelike ovisi o kutu između satelita i sunca gledano iz Zemlja . Zatim su složili ove modele u simulirana promatranja s različitim vrstama astronomskih instrumenata, poput divovskih teleskopa širokog polja i spektrografa visoke razlučivosti.

Tim je otkrio da će gotovo svaki aspekt moderne astronomije biti na neki način pogođen, jer će sateliti općenito biti dovoljno svijetli da ih vide čak i umjereni profesionalni teleskopi.

Međutim, neki će programi promatranja proći puno gore od drugih. Ovisno o određenom teleskopu, dobu godine i programu promatranja, tipična znanstvena studija promatra bilo gdje od 0,01 do 20 satelitskih tragova pri svakoj ekspoziciji. Najmanje će biti pogođeni instrumenti uskog polja, koji odjednom prikazuju samo mali dio neba, jer je malo vjerojatno da će tijekom bilo kakvog promatranja imati satelitski križ u svom vidnom polju, otkrili su astronomi.

S druge strane, teleskopi širokog polja, poput zvjezdarnice Vera C. Rubin, suočit će se s mnogim poteškoćama-na primjer, pri izlasku i zalasku sunca-a zvjezdarnica bi mogla izgubiti do polovice svake slike zbog ometajućih satelitskih tragova , napisali su astronomi papir nedavno objavljeno na poslužitelju za ispis arXiv .

Najviše će patiti opažanja napravljena tijekom prvih i posljednjih sati noći, budući da će ih kut satelita od zemlje učiniti najsvjetlijima i najvidljivijima, otkrio je tim.

Spektroskopija će također biti pogođeno. Iako će spektroskopski instrumenti niske i srednje razlučivosti, koji su pričvršćeni na teleskope diljem svijeta i dijele svjetlost na određene valne duljine svjetlosti koju sadrži, biti manje pogođeni od instrumenata koji proizvode slike. No, razina onečišćenja bit će mnogo veća za spektroskopske instrumente, pri čemu zagađenje sa satelita daje približno istu veličinu signala kao i podaci o ciljanoj znanosti.

Spašavanje astronomije

Ova označena slika prikazuje nebo iznad Europskog južnog opservatorija

Ova označena slika prikazuje nebo iznad Paranalnog opservatorija Europskog južnog opservatorija u sumrak, s plavim prstenovima koji pokazuju stupnjeve nadmorske visine i položaj satelita (označeni crvenom i zelenom bojom). Područje iznad 30 stupnjeva je mjesto gdje se vrši većina astronomskih opažanja.(Slika zasluga: ESO / Y. Beletsky / L. Calçada)

Astronomija je precizna znanost u kojoj je svaka slika važna. Zagađeni dijelovi slika su beskorisni; moraju se izbaciti. U mnogim slučajevima korisne informacije se još uvijek mogu prikupiti iz nezagađenih područja slika. No, u drugima, poput otkrivanja egzoplaneta, cijela se slika mora baciti. To bi astronomsku zajednicu moglo koštati milijuna dolara izgubljenog vremena i procesorske snage. A ovo je tek početak ere megakozviježđa; moglo bi biti još satelita na putu.

Pa možemo li nešto učiniti po tom pitanju?

Najbolja strategija ublažavanja je smanjenje vidljive površine satelita i njihovih solarnih panela, kao što je to slučaj sa SpaceX -ovim Starlink VisorSat programom za zamračivanje njihovih satelita, otkrili su istraživači. Astronomi također mogu pokušati rasporediti svoja opažanja oko putanja zviježđa, bilo tako što neće snimati slike dok su sateliti u vidokrugu, ili tako da pokažu u malo različitim smjerovima. No, ovaj pristup zahtijeva ogromnu koordinaciju jer tvrtke često mijenjaju orbite svojih satelita.

Druga strategija ublažavanja je kasnije uklanjanje satelitskih tragova sa slika, ali to nije čist proces. I ne radi za spektrometre; jer ne fotografiraju, teško je reći kada je spektar uopće zagađen satelitskim tragom.

U konačnici, tvorci megakozviježđa morat će imati stalni dijalog s astronomskom zajednicom. Pristup internetu velike brzine ne mora imati cijenu dragocjene znanosti.

Prati nas na Twitteru @ Spacedotcom i dalje Facebook .