Учёным потребуется дополнительное программное обеспечение, новые камеры и гораздо больше денег, чтобы справиться с помехами из-за системы Starlink.
Спутники Starlink мешают телескопным наблюдениям в Чили. Похоже, астрономам, придётся приспособиться к более яркому и динамичному небу. Фото от NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/CTIO/AURA/DELVE.
При летних наблюдениях за звёздами в сельской местности вполне привычное зрелище, когда по небу проносятся немногочисленные спутники. Однако в самые ближайшие годы обладатели орлиного зрения будут видеть их уже сотнями. А для профессиональных астрономов исследования уже никогда не будут прежними.
Битва за Землю между провайдерами спутникового интернета продолжается. SpaceX лидирует со своим флотом спутников Starlink, призванным обеспечить высокоскоростную связь для любого человека на планете. Компания уже вывела на орбиту более 350 аппаратов, 60 из которых были запущены всего пару недель назад. В конечном итоге планируется создать мегагруппировку из десятков тысяч спутников, к которой присоединятся дополнительные рои от Amazon и британской компании OneWeb. С тех пор как над головой протянулись первые струны ярких новых огней, астрономы обеспокоились за будущее своей сферы. А теперь и один из самых объёмных анализов движения будущих 12 000 спутников Starlink принёс как хорошие, так и плохие новости.
Статья написана при поддержке компании EDISON.
Мы занимаемся доработкой и сопровождением сайтов на 1С-Битрикс, а также разработкой мобильных приложений Android и iOS.
Мы очень любим науку! ;-)
Масштаб ущерба, наносимого спутниками астрономическим исследованиям, будет варьироваться в зависимости от проекта и обсерватории. Существенной угрозы небесные новосельцы не представляют, но их наличие, определённо, станет важным фактором для астрономии ближайшего будущего. «Это призыв к пробуждению для астрономов в целом, уже пора начать думать о смягчающих мерах», — говорит Джонатан Макдауэлл, астрофизик из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и автор анализа.
Основатель SpaceX Илон Маск утверждает, что Starlink не представляет опасности для научного прогресса. «Я уверен, что мы никак не повлияем на астрономические открытия, влияния будет ноль, — сказал он на недавней конференции. — Если всё-таки будет выше нуля — предпримем корректирующие действия».
Компания сотрудничает с различными астрономическими организациями, чтобы минимизировать своё влияние на ночное небо, но полностью устранить этот эффект кажется практически невозможным. Фактически, в соответствии с докладом Макдауэлла, который находится на рассмотрении в журнале Astrophysical Journal Letters, околоземная среда уже ощущает некоторое воздействие. В то время как тысячи спутников до настоящего времени запущены на орбиту Земли (многие из них уже не существуют), зона, на которую претендует SpaceX, относительно пустая. Перед первым запуском Starlink менее года назад было всего 400 больших спутников, вращающихся на малой высоте (менее 370 миль). Сегодня спутники Starlink почти удвоили это число, а ведь это только три процента от того, что они запланировали.
12 тысяч низколетящих спутников Starlink были бы видимы на небе невооруженным глазом. Макдауэлл построил симуляцию, учитывающую размер, высоту, количество и наблюдаемую яркость спутников, основываясь на данных, с которыми ему помогло сообщество астрономов-любителей. Затем он подсчитал, сколько спутников будет проходить над головой в разных точках в течение ночи, для разных сезонов и мест по всему земному шару. Городские жители не заметят ничего, но согласно модели Макдауэлла (которая основана на заявках FCC SpaceX), наблюдатели за звёздами в сельской местности увидят, что горизонт кишит сотнями тусклых пятен, из-за солнечного света, отбрасываемого от металлических поверхностей спутников, десятки которых будут проходить прямо над головой. Точное количество видимых спутников будет зависеть от разных условий, но достигнет пика в первые часы после захода солнца летом — а это как раз лучшее время для наблюдения за небом.
К счастью для астрономов-любителей, SpaceX экспериментирует с окрашиванием обращенной к Земле стороны своих спутников в черный цвет, чтобы уменьшить их отражательную способность. Компания запустила свой первый прототип «дарксат» в январе, и, похоже, он примерно в 2,5 раза тусклее, чем его блестящие аналоги, согласно препринту, опубликованному в понедельник на основе одной пары наблюдений. Макдауэлл говорит, что это яркость будет ещё более сокращена, вероятно, приблизит видимость спутники к краю видимого спектра для человеческого зрения. Возможно, при наблюдении за небом, будет ощущаться дезориентирующее чувство неуловимого движения, однако даже если сильно прищуриться, вероятно, не получится различить блики.
«Этого, вероятно, будет достаточно, чтобы сохранить чистое небо для наблюдений невооруженным глазом», — говорит Макдауэлл. «Но этого недостаточно, чтобы сохранить профессиональную астрономию».
Астрономического сообщество — весьма разношёрстная группа, изучающая всё — от летающих неподалёку космических булыжников до далеких чёрных дыр, и эффекты Starlink будут различны для разных ситуаций. Некоторые исследовательские проекты, особенно те, которые приходятся по времени на поздние зимние ночи, едва будут замечать того, что добавляет на небо SpaceX. В это время Солнце максимально далеко от ночной стороны Земли, и никакие отражающие солнечные лучи не достигают спутников. Это стало облегчением для Макдауэлла. «Сначала я был чрезмерно пессимистичен, — говорит он, — но тот факт, что зимой все не так плохо, очень важен. Я был рад и удивлен, когда увидел это».
Плохая новость заключается в том, что компоненты Starlink будут ярко светить в зеркалах телескопа в первые и последние часы ночи, когда солнце находится чуть ниже горизонта, особенно летом. Эти условия идеально подходят для наблюдений объектов вблизи Солнца, в том числе это касается и съёмок астероидов, включая и те, которые могут когда-нибудь столкнуться с Землей. Подобные проекты просто не могут быть осуществлены в середине зимы. «Если ограничивать себя только зимними наблюдениями», — говорит Макдауэлл, — «то, по сути, теряется половина неба».
Макдауэлл в своих расчётах предполагает ежемесячные запуски спутников, а в конечном итоге — раз в две недели. Исследователи начинают готовиться к стремительно приближающемуся будущему Starlink.
Самый простой способ отсеять нежелательные полосы, оставляемые спутниками на астрофотографиях, — это использовать программное обеспечение. Если астрономы сделают пять снимков цели, и если спутник попадёт на пару кадров, исследователи могут совместить фотографии вместе, чтобы стереть спутник. Этот метод будет работать лучше всего для обсерваторий с меньшим количеством спутников над головой, то есть для тех, что находятся в южном полушарии, и позволит экономить ценное время наблюдения для сбора действительно полезных данных.
Другим обсерваториям понадобится специализированное оборудование. Например, система, в которой маленькие камеры окружают главное зеркало телескопа кольцом, может дать инструменту ощущение периферийного зрения. Когда камеры обнаруживают приближающийся спутник, они могут щелкнуть затвор в поле зрения телескопа, временно ослепив его, пока космический корабль не исчезнет. Проекты, нацеленные на тусклые объекты с использованием времени экспозиции, намного превышающего кратковременные вспышки проходящих спутников, выиграют от такой схемы.
В конечном счете, каждой из многочисленных обсерваторий мира предстоит пройти период проб и ошибок, для выяснения оптимальной стратегии, лучше всего соответствующей местоположению и спецификации, в зависимости от того, какие именно проблемы возникнут. «Это настолько сильно изменит окружающую среду, что будут такие неожиданные последствия, о которых мы даже и не думали», — говорит Макдауэлл.
Но даже если обсерватории смогут найти существенное финансирование, необходимое для поддержки более продолжительных наблюдений и нового оборудования, существует предел того, насколько астрономы могут адаптироваться к небу, полному новых движущихся источников света. В какой-то момент, если каждое изображение будет иметь по несколько спутниковых полос, астрономия просто остановится. Макдауэлл предполагает, что исследователи смогут приспособиться к десятками тысяч затемнённых спутников Starlink, но подчеркивает, что в долгосрочной перспективе астрономии, чтобы выжить, понадобится международный договор, ограничивающий общее число спутников.
«Я думаю, что компромисс между астрономами и исследователями космоса заключается в том, что мы должны выработать некоторые меры по смягчению последствий для гораздо более заполненного неба, — говорит он, — но космическое сообщество должно в конечном итоге установить ограничение на то, насколько плотным может быть небесный траффик.»
SpaceX проигнорировал запрос о комментарии к анализу Макдауэлла. Сам учёный хвалит компанию за её добросовестные демонстрации, такие как разработка дарксата и консультации непосредственно с обсерваторией «Вера Рубин» — флагманским сооружением, которое войдёт в строй в 2022 году. Он надеется, что дополнительные меры, такие как покраска антенн дарксатов в черный цвет, будут способствовать минимизации помех при астронаблюдениях.
«Я сейчас уже меньше волнуюсь, чем в недавнем времени», — говорит он. — «Но, тем не менее, совсем скоро наше небо сильно преобразится».
