Megakonstellatsioonid võivad astronoomia hävitada ja lihtsat lahendust pole

SpaceX Starlinki satelliitide rong on selles pildis öises taevas nähtav videost, mille satelliitjälgija Marco Langbroek jäädvustas Hollandis Leidenis 24. mail 2019, vaid üks päev pärast seda, kui SpaceX saatis orbiidile 60 Starlinki Interneti -sidesatelliiti. .

SpaceX Starlinki satelliitide rong on selles pildis öises taevas nähtav videost, mille satelliitjälgija Marco Langbroek jäädvustas Hollandis Leidenis 24. mail 2019, vaid üks päev pärast seda, kui SpaceX saatis orbiidile 60 Starlinki Interneti -sidesatelliiti. . (Pildikrediit: Marco Langbroek SatTrackBlogi kaudu )



Paul M. Sutter on astrofüüsik SUNY Stony Brook ja Flatironi Instituut, saatejuht Küsige kosmonautilt 'ja ' Kosmoseraadio , ja 'autor' Kuidas kosmoses surra . ' Sutter aitas sellele artiklile kaasa demokratija.eu eksperdi hääled: Op-Ed & Insights .



Järgmise paari aasta jooksul kavatsevad ettevõtted kogu maailmas orbiidile saata kümneid tuhandeid satelliite, et pakkuda ülemaailmset kiiret Interneti-ühendust. Kuid selle juurdepääsu eest tuleb maksta: see saastab taeva ja saastab astronoomilisi vaatlusi.

Kas on siis mingit võimalust seda parandada? Teadlaste meeskond on modelleerinud nende satelliitide mõju ja uurinud erinevaid leevendusstrateegiaid. Tundub, et vastus pole lihtne.

Megakonstellatsioonide tõus



Starlink, OneWeb, Kuiper, SatNet - need on alles algus megakonstellatsioonidele, mis lähiaastatel Maa orbiidile ilmuvad. Igaüks neist pakub oma kiiret ülemaailmset Interneti-võrku.

Orbiidil olevate satelliitide tõus on hämmastav. Praegu on neid rohkem kui 3300 aktiivset tehissatelliiti Maa orbiidil, vastavalt teaduslike huvigruppide liidule Concerned Scientists. Vahepeal moodustavad SpaceX -i Starlinki 1. põlvkonna teadlased uue uurimistöö taga 11 926 satelliiti ja 2. põlvkonda veel 30 000 satelliiti. OneWeb, Amazoni Kuiper ja Hiina SatNet koos kasutavad üle 20 000 satelliidi.

Enne nende megakonstellatsioonide käivitamist 2018. aastal oli suurim satelliitide tähtkuju Iridiumi sidesatelliidid, mida oli kokku vaid 70.



Seotud: SpaceXi satelliitide megakonstellatsioon Starlink käivitub fotodel

Iga satelliit on saasteallikas. Satelliidikered ise ja nende laiad päikesepaneelid peegeldavad päikesevalgust. Astronoomile, kes kasutab taeva kõige nõrgemate objektide jäädvustamiseks Maa suurimaid teleskoope, pole megakonstellatsioonid õnnistus, vaid häiriv. Kui satelliidi tähtkuju ületab teleskoobi vaatevälja, ei pruugi astronoomiliste vaatluste korral laastada mitte ainult üks, vaid mitu.

Megakonstellatsioonide pooldajad on väitnud, et satelliitide suur kõrgus vähendab nende mõju astronoomiale ja et ohus on ainult teatud tüüpi vaatlusprogrammid.



Nii otsustasid teadlased kasutada olemasolevaid andmeid, et ennustada nende megakonstellatsioonide mõju astronoomilistele vaatlustele.

Mõju modelleerimine

Pildil on diagonaaljooned, mille on põhjustanud 25 Starlinki satelliidist koosneva grupi peegeldatud valgus, mis läbib Arizonas Lowelli observatooriumis teleskoobi vaatevälja 25. mail 2019 toimunud galaktikarühma NGC 5353/4 vaatluste ajal.

Pildil on diagonaaljooned, mille on põhjustanud 25 Starlinki satelliidist koosneva grupi peegeldatud valgus, mis läbib Arizonas Lowelli observatooriumis teleskoobi vaatevälja 25. mail 2019 toimunud galaktikarühma NGC 5353/4 vaatluste ajal.(Pildi krediit: Victoria Girgis/Lowelli vaatluskeskus)

On võimatu teada, kui halvaks taevas läheb, kuni kõik satelliidid on püsti ja astronoomid üritavad astronoomiat teha. Aga selleks ajaks võib juba hilja olla. Vahepeal püüdis astronoomide meeskond modelleerida megakonstellatsioonide mõju kaasaegsele astronoomiale.

Astronoomid arvasid avalikult kättesaadava teabe põhjal oma parima oletuse tulevaste megakonstellatsioonide orbitaalkonfiguratsioonide kohta. Seejärel modelleerisid nad iga satelliidi suuruse ja heleduse, mis sõltub suuresti satelliidi ja päikese vahelisest nurgast Maa . Seejärel voldisid nad need mudelid simuleeritud vaatlusteks erinevat tüüpi astronoomiliste instrumentidega, nagu laia väljaga hiiglaslikud teleskoobid ja suure eraldusvõimega spektrograafid.

Meeskond leidis, et peaaegu kõiki tänapäeva astronoomia aspekte mõjutab see mingil moel, sest satelliidid on üldiselt piisavalt heledad, et neid näeks isegi mõõduka suurusega professionaalsed teleskoobid.

Mõnel vaatlusprogrammil läheb aga palju halvemini kui teisel. Sõltuvalt konkreetsest teleskoobist, aastaajast ja vaatlusprogrammist jälgib tüüpiline teadusjooks igal säritusel 0,01–20 satelliidijälge. Astronoomid leidsid, et kõige vähem mõjutab see kitsa väljaga instrumente, mis kujutavad korraga vaid väikest osa taevast, sest tõenäoliselt ei satu nende vaatevälja satelliidirist.

Teisest küljest seisavad laia väljaga teleskoobid, näiteks Vera C. Rubini observatoorium, silmitsi paljude raskustega-näiteks päikesetõusu ja -loojangu ajal-ning observatoorium võib häirivate satelliitradade tõttu kaotada kuni poole igast pildist. kirjutasid astronoomid paber avaldati hiljuti eelsalvestusserveris arXiv .

Kõige rohkem kannatavad öö esimesel ja viimasel tunnil tehtud vaatlused, kuna satelliitide nurk maapinnast muudab need kõige säravamaks ja nähtavamaks.

Spektroskoopia mõjutatakse ka. Isegi kui madala ja keskmise eraldusvõimega spektroskoopilised instrumendid, mis on kinnitatud teleskoopide külge kogu maailmas ja jagavad valguse selles sisalduvateks valguse spetsiifilisteks lainepikkusteks, on sellest vähem mõjutatud kui pildid tekitavad instrumendid. Kuid saastatuse tase on spektroskoopiliste instrumentide puhul palju kõrgem, kusjuures satelliitide saaste annab ligikaudu sama suurusega signaali kui sihtmärgi teadusandmed.

Päästes astronoomiat

See kommenteeritud pilt näitab taevast Euroopa lõunaobservatooriumi kohal

Sellel kommenteeritud pildil on taevas Euroopa lõunaobservatooriumi Paranali vaatluskeskuse kohal hämaras, kusjuures sinised rõngad näitavad kõrguse astet horisondi kohal ja satelliitide asukohta (tähistatud punase ja rohelisega). Piirkond üle 30 kraadi on koht, kus tehakse kõige rohkem astronoomilisi vaatlusi.(Pildikrediit: ESO / Y. Beletsky / L. Calçada)

Astronoomia on täppisteadus, milles iga pilt on oluline. Piltide saastatud osad on kasutud; need tuleb välja visata. Paljudel juhtudel saab piltide saastamata aladelt ikkagi kasulikku teavet koguda. Kuid teistes, näiteks eksoplaneetide tuvastamises, tuleb kogu pilt visata. See võib astronoomide kogukonnale kaotatud aja ja töötlemisvõimsuse tõttu maksta miljoneid dollareid. Ja see on alles megakonstellatsiooni ajastu algus; teel võiks olla rohkem satelliite.

Kas me saame siis midagi teha?

Parim leevendusstrateegia on vähendada satelliitide ja nende päikesepaneelide nähtavat pinda, nagu SpaceXi Starlink VisorSat programmi puhul, et nende satelliite tumedamaks muuta, leidsid teadlased. Astronoomid võivad samuti üritada oma vaatlusi ajastada tähtkuju trajektooride ümber, kas mitte pildistada, kui satelliidid on nähtavad, või suunata veidi erinevatesse suundadesse. Kuid see lähenemisviis nõuab tohutut koordineerimist, kuna ettevõtted muudavad sageli oma satelliitide orbiite.

Teine leevendusstrateegia on satelliitjälgede eemaldamine piltidelt hiljem, kuid see pole puhas protsess. Ja see ei tööta spektromeetrite puhul; kuna nad ei tee pilte, on raske öelda, millal spektrit on isegi satelliitjälg saastanud.

Lõppkokkuvõttes peavad megakonstellatsiooni tegijad pidama astronoomiaringkonnaga pidevat dialoogi. Kiire internetiühendus ei pea tulema väärtusliku teaduse hinnaga.

Järgne meile Twitteris @ Spacedotcom ja edasi Facebook .