Астрономы испытывают серьезные опасения по поводу Starlink и других спутниковых созвездий

Представьте себе пространство вокруг Земли, заполненное десятками тысяч спутников связи. Этот сценарий постепенно появляется, и его интересуют астрономы. Теперь группа астрономов написала документ с изложением своих подробных данных о том, как все эти спутники могут оказать серьезное негативное влияние на наземную астрономию.

SpaceX и другие компании пристально смотрят на пространство вокруг Земли. На данный момент SpaceX и OneWeb - единственные компании, которые запускают любые части своих спутниковых группировок. Но ряд других компаний планирует сделать то же самое, и в конечном итоге все эти спутники будут насчитывать десятки тысяч.

Астрономическое сообщество подняло некоторые опасения по поводу этих спутниковых созвездий. Королевское астрономическое общество и Американское астрономическое общество выпустили заявления, выражающие их озабоченность и желание работать с компаниями, работающими в области спутниковых группировок. Эти заявления вежливы, осторожны в своей критике и написаны в духе сотрудничества.

Но эта новая статья излагает все проблемы астрономического сообщества, подкреплена данными и настойчиво подчеркивает их точку зрения.

«На протяжении веков наземные астрономические наблюдения привели к исключительному прогрессу в нашем научном понимании законов природы».

Из «Обеспокоенности наземными астрономическими наблюдениями: шаг к сохранению астрономического неба»

Спутниковая группировка - это группа искусственных спутников, которые работают вместе для обеспечения глобального или почти глобального покрытия связи. У них есть потенциал, чтобы сделать высокоскоростной интернет доступным практически везде. Очевидно, что в этом есть много преимуществ.

Но есть и критика, и три астронома из Италии подробно изложили эту критику. Это Стефано Галлоцци, Марко Скардиа и Мишель Марис. Их статья озаглавлена ​​«Беспокойство о наземных астрономических наблюдениях: шаг к защите астрономического неба».

Когда вы складываете все спутники, которые компании хотят запустить как часть своих созвездий, вы получаете где-то около 50 000 спутников. Вопрос в том, как эти спутники будут влиять на наземную астрономию? Авторы отчета утверждают, что все эти спутники неизбежно повредят астрономическим наблюдениям.

Примечание для читателей: английский не является родным языком авторов статьи, поэтому некоторые цитаты содержат небольшие несоответствия, но смысл понятен.

«В зависимости от их высоты и отражающей способности поверхности их вклад в яркость неба не является ничтожным для профессиональных наземных наблюдений», - говорится в отчете во введении. «Учитывая, что на Средней и Низкой орбите планируется запустить около 50 000 новых искусственных спутников для телекоммуникаций, средняя плотность искусственных объектов будет составлять> 1 спутника на квадратный градус неба; это неизбежно повредит профессиональным астрономическим изображениям ».

Так как SpaceX является самым дальним в развертывании их созвездия, и их имя часто появляется в газете. Система Starlink SpaceX уже запустила почти 250 своих спутников, и они планируют развернуть в общей сложности до 42 000 спутников. Согласно статье, эти спутники «будут светить от 3-й до 7-й величины в небе после захода солнца и до восхода солнца».

Авторы говорят, что все эти спутники неизбежно оставят следы на астрономических изображениях и могут препятствовать поиску околоземных объектов. Существует некоторая степень риска того, что мы не сможем обнаружить потенциальное воздействие из-за всех этих спутников.

Но это не только изображения, которые будут затронуты негативно, согласно отчету. «Серьезные опасения характерны и для других длин волн, подходящих для наземных исследований, в частности для радиоастрономии, чьи детекторы уже насыщены повсеместным облучением спутниковой связи от космических станций, а также от земли».

Еще в мае 2019 года Элон Маск попытался отклонить любые астрономические проблемы, связанные со Starlink. Среди его довольно резкого отказа от критики было его заявление, что «В любом случае нам нужно переместить телескопы <sic> на орбиту. Атмосферное затухание ужасно ».

Маск имеет огромный профиль в космическом сообществе, поэтому его слова могли бы убедить некоторых в том, что между Starlink и астрономией нет проблем. Но Маск - предприниматель, а не ученый.

Несмотря на все свои достижения, Маск не эксперт в астрономии или астрономических наблюдениях. Является ли его заявление о том, что Starlink «окажет ~ 0% влияния на достижения в астрономии», точным и информированным?

Три автора новой статьи, похоже, так не считают. Они обрисовывают в общих чертах риски, которые спутниковые созвездия представляют для астрономии, и не только в том, видны ли они в оптическом свете. Они указывают на то, что в результате таких изменений в населении малых спутников возникают «опасные последствия». Намечена специальная стратегия срочного вмешательства для защиты и защиты каждой астрономической полосы, наблюдаемой с земли ».

«Без наземных наблюдений большая часть современной космической астрономии была бы бесполезна или невозможна».

Из «ПРОБЛЕМЫ ОБ ОСНОВАННЫХ АСТРОНОМИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЯХ: ШАГ К ОХРАНЕ АСТРОНОМИЧЕСКОГО НЕБО»

Авторы начинают с самого начала, указывая на огромный прогресс в понимании, достигнутый наземными наблюдениями. «На протяжении веков наземные астрономические наблюдения привели к исключительному прогрессу в нашем научном понимании законов природы». С этим трудно спорить.

В первом разделе статьи говорится о том, как космическая астрономия или космические телескопы внесли свой вклад в знания. Но они указывают на то, что наземная и космическая астрономия нуждаются друг в друге и создают лучшую науку, когда они работают вместе. «Без наземных наблюдений большая часть современной космической астрономии была бы бесполезна или невозможна».

Можно с уверенностью сказать, что авторы не согласны с бойким утверждением Маск о том, что «мы все равно должны вывести телескопы <sic> на орбиту. Атмосферное затухание ужасно ».

Возможно, Маск никогда не слышал об адаптивной оптике. Адаптивная оптика позволяет современным наземным телескопам преодолевать влияние атмосферы на наблюдения. Будущие телескопы, такие как Европейский экстремально большой телескоп и тридцатиметровый телескоп, имеют адаптивную оптику в основе своих разработок.

Авторы также указывают, что должно быть ясно каждому, кто долго об этом думает: по сравнению с наземной астрономией космические телескопы чрезвычайно дороги. И рискованно.

Достижения в технологии телескопов сделаны здесь, на Земле. Их развертывание является рискованной частью, но технологии уже были проверены и разработаны здесь, на Земле. Как отмечают авторы статьи, испытания и разработка новых телескопических технологий в космосе невозможны.

«Основным ограничением космических телескопов является то, что их нельзя обслуживать, восстанавливать или ремонтировать после запуска». Хаббл является исключением, и другие космические телескопы не были сохранены. Как только они сделали, они сделали.

«По сравнению с наземными обсерваториями, средний срок службы космических телескопов составляет порядка нескольких десятилетий или меньше. Напротив, наземные обсерватории существуют в течение нескольких десятилетий, и телескопы, установленные в начале космической эры, снова работают с выгодой ». Короче говоря, космические телескопы становятся технологически устаревшими, в то время как их наземные аналоги продолжают работать.

Это можно увидеть с помощью очень большого телескопа (ESL) Европейской южной обсерватории (ESL). VLT состоит из четырех основных блоков, и первый из них впервые увидел свет в 1998 году. За прошедшие годы он несколько раз обновлялся, каждый раз увеличивая свои возможности наблюдения. Два из его инструментов, SPHERE (первый свет в июне 2014 года) и ESPRESSO (первый свет в сентябре 2016 года), предназначены для изучения экзопланет, что не было важно при разработке VLT. Другие инструменты, такие как VISIR (VLT Imager и Spectrometer for mid-Infrared), были модернизированы для изучения экзопланет.

Космические телескопы также дороги по сравнению с наземными телескопами. Космический телескоп Джеймса Вебба разрабатывался в течение 20 лет, и он будет стоить 10 миллиардов долларов США. Но следующее поколение наземных телескопов, таких как гигантский телескоп Магеллана и Европейский экстремально большой телескоп, будет стоить около 1 миллиарда долларов каждый. И они, вероятно, переживут JWST на десятилетия.

В мельчайшей части статьи рассматриваются реальные проблемы, с которыми наземная астрономия столкнется со спутниковыми созвездиями. На некоторых длинах электромагнитных волн космические телескопы гораздо более эффективны, чем наземные телескопы. Например, в дальней инфракрасной области атмосфера блокирует большую часть этого. Но это не говорит всю историю.

В статье авторы рассказывают о деградации неба. Эта деградация происходит не только из-за светового загрязнения на земле, но «также из-за пересечения искусственных спутниковых парков и наблюдения за рубцами с яркими параллельными полосами / следами на всех широтах».

Одна только Starlink хотела бы вывести на орбиту до 40000 спутников. Это только одна компания из нескольких, которая планирует запустить спутниковые группировки. Никто не знает, сколько их будет в итоге, но было бы справедливо использовать для обсуждения цифру в 50 000 спутников.

«Астрономы чрезвычайно обеспокоены возможностью того, что небо, видимое с Земли, может быть скрыто десятками тысяч спутников, что значительно превысит число примерно 9 000 звезд, видимых невооруженным глазом человека», - говорят авторы. «Это не какая-то отдаленная угроза: это уже происходит».

Три астронома разбили все числа на растущий флот спутников Земли. Принимая во внимание углы обзора, высоту и яркость, они приводят их к следующему выводу: «Таким образом, с помощью 50k спутников« нормальность »будет небом, заполненным искусственными объектами: в каждом квадратном градусе неба спутник будет ползать вдоль всего наблюдение за ночью, доступной и видимой астрономическими камерами, а не только профессиональными приборами ».

По мнению авторов, все это световое загрязнение станет серьезным ущербом для астрономических наблюдений. Они признают, что SpaceX экспериментирует с одним «темным» спутником, который окрашен в черный цвет для снижения отражательной способности. Но они указывают на то, что 75% поверхности спутника составляют солнечные панели, которые, очевидно, не могут быть окрашены. Они также указывают на проблемы с окрашиванием спутника в черный цвет: «Если корпус спутника будет заблокирован для отражения солнечного света, он будет слишком сильно поглощать радиационное нагревание с возможными сбоями, что, вероятно, увеличит управление рисками для всего парка и сделает раствор с темным покрытием неэффективен или даже контрпродуктивен ».

Тогда есть вся проблема радиопомех. «Даже при использовании наилучших процедур покрытия и смягчения для уменьшения воздействия на визуальные астрономические наблюдения часто забывают или забывают о том, что телекоммуникационные созвездия будут сиять в диапазонах радиоволн, наблюдаемых с земли».

Существуют десятилетия давних соглашений с начала космической эры, которые резервируют определенные радиочастоты для определенных видов использования. Частоты определенных атомов и молекул в космосе зарезервированы для радиоастрономии. К ним относятся угарный газ и его изотопы, а также H2O.

Радиоастрономам уже приходится сталкиваться со всеми видами помех. По мнению авторов, это станет намного хуже. «Широко признается то, что развитие телекоммуникационных сетей последнего поколения (как из космоса, так и с Земли) уже оказывает глубокое влияние на радиоастрономические наблюдения (во всех поддиапазонах): со спутниковыми парками LEO это совершенно точно что ситуация может стать невыносимой ».

«Лица, принадлежащие к будущим поколениям, имеют право на незагрязненную и неповрежденную Землю, включая чистое небо»;

Всеобщая декларация прав человека ЮНЕСКО для будущих поколений.

Затем возникает вопрос о законности и о том, какие органы могут разрешить развертывание спутниковых группировок.

Авторы обращают наше внимание на заявление ЮНЕСКО от 1994 года (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры). В этом заявлении говорится: «Лица, принадлежащие к будущим поколениям, имеют право на незагрязненную и неповрежденную Землю, включая чистое небо; они имеют право на его использование в качестве основы человеческой истории культуры и социальных связей, которые делают каждое поколение и отдельного человека членом одной человеческой семьи ».

В том же заявлении ЮНЕСКО также говорится: «Здесь всемирное наследие является достоянием всего человечества, и хотя могут существовать защитные законы, обеспечение соблюдения этого является другим вопросом, поскольку только государства могут предъявлять иски другим государствам в соответствии с международным договором такого типа. Государство несет ответственность за деятельность, осуществляемую в пределах его юрисдикции, независимо от того, является ли она санкционированной или несанкционированной ».

Три астронома отмечают, что, поскольку FCC и другие органы в Соединенных Штатах одобрили Starlink, они могут также остановить Starlink. Они могут даже быть обязаны по международному праву.

Они также упоминают Договор по космосу и говорят: «И юридический процесс заключается в том, что правительство штата, на этот раз правительство США, несет юридическую ответственность за все объекты, отправляемые в космос, которые запускаются от границ США. Это означает, что именно правительство США несет ответственность за ущерб, нанесенный его корпорацией Starlink, отправкой объектов на орбиту, которые наносят вред ».

Этот документ подходит к концу, указывая на возможные правовые меры, которые международное сообщество могло бы предпринять, чтобы остановить спутниковые группировки.

Они могут подать в суд на FCC, потому что в своем одобрении они не приняли во внимание легкое загрязнение, что нарушает Закон о национальной экологической политике. Этот акт требует от любого федерального агентства учитывать воздействие на окружающую среду проектов, которые они утверждают. Авторы утверждают, что FCC не учитывает должным образом световое загрязнение от Starlink.

Международное астрономическое сообщество может «подать в суд за отсутствие юрисдикции и юрисдикции Федеральной комиссии связи США по разрешению частных не геостационарных спутников над другими государствами и нациями». Это ставит под сомнение право FCC даже разрешать спутниковые группировки, которые распространяются на другие страны.

Тогда есть Международный Суд (ICJ). Три автора говорят, что международное сообщество может подать в суд на правительство США в МС, «… чтобы приостановить дальнейшие запуски Starlink для количественной оценки потери государственных финансов в ущерб национальным и международным астрономическим проектам».

Международное астрономическое сообщество подало петицию в январе 2020 года. Оно хочет, чтобы Starlink и другие держали под контролем, они хотят, чтобы для астрономических наблюдений была установлена ​​юридическая защита, и они хотят ограничить количество спутниковых созвездий до минимума.

«Все эти просьбы исходят из искренней озабоченности ученых, возникающих в связи с угрозами лишить их доступа к полному знанию Космоса и потере нематериального актива, имеющего неизмеримую ценность для человечества», - говорят авторы.

С течением времени космос становится все более законным болотом. Какие именно виды деятельности будут разрешены, неясно. Несколько десятилетий назад, в начале космической эры, были приняты законы и соглашения, чтобы держать вещи под контролем.

Но никто не предвидел ничего похожего на спутниковые созвездия, и правовая база, регулирующая космос, вероятно, окажется под большим давлением.

Больше:

• Исследовательская статья: Озабоченность наземными астрономическими наблюдениями: шаг к сохранению астрономического неба
• Википедия: Starlink
• Американское астрономическое общество: Заявление о позиции спутниковых созвездий

Смотреть видео: ВЕНЕРА 2020! НОВЫЕ СНИМКИ ОТ АКАЦУКИ Итоги миссии: "Akatsuki" (July 2024).