Астрономи мають серйозні занепокоєння щодо Starlink та інших супутникових сузір'їв

Зобразіть простір навколо Землі, заповнений десятками тисяч супутників зв'язку. Цей сценарій поступово формується, і він хвилює астрономів. Зараз група астрономів написала документ, в якому виклала свої детальні проблеми, і як усі ці супутники могли мати серйозний, негативний вплив на наземну астрономію.

SpaceX та інші компанії кидають пильний капіталістичний погляд на простір навколо Землі. SpaceX і OneWeb - єдині компанії, поки що не запускають будь-які частини супутникових сузір'їв. Але ряд інших компаній планують зробити те саме, і врешті-решт всі ці супутники налічуватимуть у десятки тисяч.

Спільнота астрономії висловила певні занепокоєння щодо цих супутникових супутників. Королівське астрономічне товариство та Американське астрономічне товариство оприлюднили заяви, в яких висловлюють занепокоєння та бажання працювати з компаніями в супутниковому бізнесі. Ці заяви ввічливі, обережні у своїй критиці та написані в дусі співпраці.

Але цей новий документ викладає всі проблеми астрономічної спільноти, підкріплені даними, і наполегливіше наполягає на їхній точці.

"Протягом століть наземні астрономічні спостереження призводили до надзвичайного прогресу в нашому науковому розумінні Законів природи".

З «Занепокоєння навколо наземних астрономічних спостережень: крок до захисту астрономічного неба»

Супутникове сузір'я - це група штучних супутників, які працюють разом, щоб забезпечити глобальне або майже глобальне покриття зв'язку. Вони мають потенціал зробити швидкісний Інтернет майже будь-де. Очевидно, що в цьому є багато переваг.

Але є й критики, і троє астрономів з Італії детально представили ці критики. Троє - Стефано Галлоцці, Марко Скардія та Мікеле Маріс. Їх стаття має назву "Турбота про наземні астрономічні спостереження: крок до захисту астрономічного неба".

Коли ви складете всі супутники, які компанії хочуть запустити у складі своїх сузір’їв, ви отримаєте десь близько 50000 супутників. Питання полягає в тому, який вплив матимуть ці супутники на наземній астрономії? Автори звіту стверджують, що всі ці супутники неминуче завдадуть шкоди астрономічним спостереженням.

Примітка читачам: англійська мова не є першою мовою авторів статті, тому деякі цитати містять невеликі невідповідності, але сенс зрозумілий.

"В залежності від їх висоти та відбивної здатності поверхні їх внесок у яскравість неба не є незначним для професійних наземних спостережень", - йдеться у вступі. "При величезній кількості близько 50 000 нових штучних супутників для телекомунікацій, які планується запустити на середню і низькоземну орбіту, середня щільність штучних об'єктів становитиме> 1 супутник для ступеня квадратного неба; це неминуче зашкодить професійним астрономічним образам ».

Оскільки SpaceX є найбільш віддаленим у розгортанні їхнього сузір'я, а їхнє ім'я часто з’являється в папері. Система Starlink SpaceX вже запустила майже 250 своїх супутників, і вони планують розмістити до 42 000 супутників загалом. Згідно з документом, ці супутники "сяятимуть від 3-ї до 7-ї величини на небі після заходу сонця та до світанку сонця".

Автори стверджують, що всі ці супутники неминуче залишать сліди в астрономічних зображеннях і можуть заважати пошуку об'єктів біля Землі. Існує певна ступінь ризику, що ми можемо не помітити потенційний вплив через усі ці супутники.

Згідно з доповіддю, це не просто зображення, які будуть негативно впливати. "Серйозні занепокоєння характерні також для інших довжин хвиль, придатних для наземного дослідження, зокрема для радіоастрономії, детектори якої вже насичені повсюдним опроміненням супутників зв'язку з космічних станцій, а також із землі".

Ще в травні 2019 року Елон Маск намагався відкинути будь-які астрономічні побоювання щодо Starlink. Серед його досить брутального відмови від критики була його заява про те, що «нам потрібно перенести телескопи <sic> на орбіту. Ослаблення атмосфери жахливе ».

Муск має величезний профіль у космічній спільноті, тому його слова, можливо, когось переконали, що між Starlink та астрономією немає проблем. Але Муск - підприємець, а не вчений.

За всіма своїми досягненнями Муск не є знавцем астрономії чи астрономічних спостережень. Чи є його твердження про те, що Starlink "матиме ~ 0% впливу на просування в астрономії", точним та поінформованим?

Троє авторів нового документу, здається, не так вважають. Вони окреслюють ризики, які супутникові сузір'я становлять для астрономії, і справа не в тому, чи вони видимі в оптичному світлі. Вони зазначають, що існують «небезпечні наслідки, що виникають внаслідок таких змін у сукупності малих супутників. Окреслена спеціальна стратегія термінового втручання для захисту та захисту кожної астрономічної смуги, що спостерігається від землі ».

"Без наземних спостережень більшість сучасних космічних астрономій були б марними або неможливими".

З "КОНЦЕРЕНЦІЇ ПРО АСТРОНОМІЧНІ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НА ЗЕМЛІ: КРОК ДО БЕЗПЕКИ АСТРОНОМІЧНОГО СКЛАДУ"

Автори починають спочатку, вказуючи величезний прогрес у розумінні, досягнутий наземними спостереженнями. "Протягом століть наземні астрономічні спостереження призводили до надзвичайного прогресу в нашому науковому розумінні Законів природи". З цим важко сперечатися.

У першому розділі статті вони розповідають про те, як космічна астрономія чи космічні телескопи зробили внесок у знання. Але вони зазначають, що наземна та космічна астрономія потребують одне одного і виробляють найкращу науку, коли вони працюють разом. "Без наземних спостережень більшість сучасних космічних астрономій були б марними або неможливими".

Можна з упевненістю сказати, що автори не згодні з твердженням Муска про те, що "нам потрібно рухатись телескопами <sic> на орбіту. Ослаблення атмосфери жахливе ».

Можливо, Муск ніколи не чув про адаптивну оптику. Адаптивна оптика дозволяє сучасним наземним телескопам подолати вплив атмосфери на спостереження. Майбутні телескопи, такі як європейський надзвичайно великий телескоп і телескоп тридцять метрів, містять адаптивну оптику в основі їх дизайну.

Автори також зазначають, що повинно бути зрозуміло кожному, хто думає про це дуже довго: порівняно з наземною астрономією космічні телескопи надзвичайно дорогі. І ризиковано.

Прогрес у телескопній технології досягнуто тут, на Землі. Їх розгортання є ризикованою частиною, але технології вже перевірені та розроблені тут, на Землі. Як зазначають автори статті, тестування та розробка нових телескопних технологій у космосі неможливо.

"Основним обмеженням космічних телескопів є те, що їх не можна підтримувати, відремонтувати чи відремонтувати після запуску". Хаббл - виняток, а інші космічні телескопи не підтримуються. Як тільки вони закінчили, вони закінчили.

«У порівнянні з наземними обсерваторіями, середній час життя космічних телескопів становить приблизно пару десятиліть або менше. Навпаки, наземні обсерваторії тривають кілька десятиліть, при цьому телескопи, встановлені на початку космічної ери, знову прибутково працюють ». Коротше кажучи, космічні телескопи стають технологічно застарілими, тоді як їх наземні аналоги продовжують працювати.

Це ми можемо побачити з дуже великим телескопом (VLT) Європейської Південної Обсерваторії (ESO). VLT складається з чотирьох первинних одиниць, а перший побачив перше світло в 1998 році. За ці роки його модернізували багато разів, щоразу збільшуючи свої можливості спостереження. Два його інструменти, SPHERE (перше світло червня 2014 р.) Та ESPRESSO (перше світло вересня 2016 р.), Призначені для вивчення екзопланет, чого не було важливо при розробці VLT. Інші інструменти, такі як VISIR (VLT Imager та спектрометр для середнього інфрачервоного діапазону) були модернізовані для вивчення екзопланет.

Космічні телескопи також дорогі в порівнянні з наземними телескопами. Космічний телескоп "Джеймс Вебб" розробляється 20 років, і він коштуватиме 10 мільярдів доларів США. Але наступне покоління наземних телескопів, як гігантський телескоп Магеллан та Європейський надзвичайно великий телескоп, коштуватиме близько 1 мільярда доларів кожен. І вони, швидше за все, переживуть JWST десятиліттями.

Частина азотоподібної частини статті стосується актуальних проблем, з якими зіткнеться наземна астрономія із супутникових сузір'їв. У деяких електромагнітних довжинах хвиль космічні телескопи значно ефективніші, ніж наземні телескопи. Наприклад, у інфрачервоному інфрачервоному просторі атмосфера блокує значну частину його. Але це не розповідає всієї казки.

У статті автори говорять про деградацію неба. Ця деградація виникає не лише від забруднення на землі, але "вона також пов'язана з перетином штучних супутникових флотів та шрамами спостережень з яскравими паралельними смугами / стежками на всіх широтах".

Один лише Starlink хотів би вивести на орбіту до 40 000 супутників. Це лише одна з кількох компаній, яка планує запустити супутникові сузір'я. Ніхто не знає, скільки їх зрештою буде, але справедливо використовувати для обговорення 50 000 супутникових фігур.

"Астрономів надзвичайно стурбовані можливістю того, що небо, побачене з Землі, може бути затьмарене десятками тисяч супутників, що значно перевищить приблизно 9000 зірок, видимих ​​для людського ока без допомоги", - вважають автори. "Це не якась далека загроза: вона вже відбувається".

Три астрономи розбивають усі числа для зростаючого флоту супутників Землі. Враховуючи кути огляду, висоту та яскравість, підводить їх до такого висновку: "Таким чином, із супутників 50k" нормальність "буде небом, переповненим штучними предметами: кожен квадратний градус неба буде супутником повзати по ньому по всьому спостерігати за нічною, доступною та видимою астрономічними камерами, а не лише професійними приладами ».

На думку авторів, все це світлове забруднення буде серйозною шкодою для астрономічного спостереження. Вони визнають, що SpaceX експериментує з одним «темним» супутником, пофарбованим у чорний колір, щоб зменшити відбивальну здатність. Але вони вказують, що 75% поверхні супутника - це сонячні батареї, які очевидно не піддаються фарбуванню. Вони також вказують на проблеми з фарбуванням супутника в чорний колір: "Якщо корпус супутника буде заборонено відбивати сонячне світло, він занадто сильно поглинає радіаційне зігрівання при можливих збоях, таким чином, можливо, посилить управління ризиками для всього флоту і зробить розчин темного покриття неефективний або навіть контрпродуктивний ».

Тоді є вся проблема перешкод радіодіапазону. "Навіть з найкращими процедурами покриття та пом'якшення для зменшення впливу на візуальні астрономічні спостереження, те, що часто опускається чи забувається, - це те, що телекомунікаційні сузір'я будуть світити в смугах довжин радіохвиль, спостережуваних від землі".

Від початку космічної ери існують угоди, що дають десятиліття, які резервують певні радіочастоти для певного використання. Частоти певних атомів і молекул у просторі зарезервовані для радіоастрономії. До них відносяться чадний газ і його ізотопи та H2O.

Радіоастрономам вже доводиться боротися зі всілякими перешкодами. На думку авторів, це стане набагато гіршим. "Що не є загальновизнаним, це те, що розвиток телекомунікаційних мереж останнього покоління (як з космосу, так і з Землі) вже має глибокий вплив на радіоастрономічні спостереження (у всіх піддіапазонах): із супутниковими флотами LEO це цілком впевнено що ситуація може стати нестерпною ».

"Особи, що належать до майбутніх поколінь, мають право на незабруднену та неушкоджену Землю, включаючи чисте небо;"

Загальна декларація прав людини ЮНЕСКО для майбутніх поколінь.

Тоді виникає питання законності, і які органи можуть дозволити розміщення супутникових сузір'їв.

Автори звертають нашу увагу на заяву ЮНЕСКО 1994 року (Організація Об'єднаних Націй з питань освіти, науки та культури). У цьому твердженні сказано: «Особи, що належать до майбутніх поколінь, мають право на незабруднену та неушкоджену Землю, включаючи чисте небо; вони мають право на її використання як грунт людської історії культури та соціальних зв'язків, які роблять кожне покоління та окрему людину членом однієї людської сім'ї ».

У цій самій заяві ЮНЕСКО також сказано: «Тут Всесвітня спадщина є надбанням всього людства, і хоча існують закони про охорону, застосування цього закону є іншим питанням, оскільки лише держави можуть подавати позов до інших держав за цим видом міжнародного договору. Держава несе відповідальність за діяльність, яка відбувається в межах її юрисдикції - незалежно від того, чи вони уповноважені чи не мають дозволу "

Три астрономи зазначають, що оскільки FCC та інші органи США надали схвалення Starlink, вони можуть також змогти зупинити Starlink. Вони можуть навіть зобов’язатись відповідно до міжнародного права.

Вони також згадують Договір про космічний простір і кажуть: «І юридичний процес полягає в тому, що уряд штату, на цей раз уряд США, несе юридичну відповідальність за всі об'єкти, що надсилаються у космос, які запускаються з кордонів США. Це означає, що саме уряд США відповідає за шкоду, заподіяну його корпорацією Starlink, посилаючи на орбіту об'єкти, які заподіюють шкоду. "

Документ закінчується, вказуючи на можливі юридичні дії, які міжнародна спільнота може вжити для припинення супутникових сузір'їв.

Вони могли подати позов до FCC, оскільки, схвалюючи їх, вони не враховували легке забруднення, що порушує Закон про національну екологічну політику. Цей акт вимагає від будь-якого федерального відомства враховувати вплив на навколишнє середовище проектів, які вони затверджують. Автори стверджують, що FCC не розглядав належним чином забруднення від Starlink.

Міжнародна спільнота з астрономії "може подати позов до суду за відсутністю юрисдикції та юриспруденції FCC США щодо дозволу приватних, не геостаціонарних супутників над іншими державами та країнами". Це ставить під сумнів право FCC навіть дозволяти супутникові сузір'я, які подорожують над іншими країнами.

Потім є Міжнародний суд (МС). Троє авторів стверджують, що міжнародна спільнота може подати до суду на уряд США в МС "… припинити подальші запуски Starlink для кількісної оцінки втрат державних фінансів у збитку від національних та міжнародних астрономічних проектів".

Міжнародна спільнота з астрономії розпочала петицію в січні 2020 року. Громада хоче затримати Starlink та інших; вони хочуть встановити правовий захист для астрономічного спостереження, і вони хочуть обмежити кількість супутникових сузірень до мінімуму.

"Усі ці запити випливають із щирого занепокоєння вчених, що виникають із загрози заборонити доступ до повних знань про Космос та втрати нематеріального активу незмірної цінності для людства", - стверджують автори.

Простір набуває все більшої міри, оскільки з часом йде. Які саме види діяльності будуть дозволені, незрозуміло. Десятиліття тому, майже на початку космічної доби, були прийняті закони та угоди, щоб тримати речі під контролем.

Але ніхто не передбачив нічого, як супутникові сузір'я, і ​​законодавча база, що регулює космос, швидше за все, зазнає великого тиску.

Більше:

• Дослідницький документ: Побоювання щодо наземних астрономічних спостережень: крок до захисту астрономічного неба
• Вікіпедія: Starlink
• Американське астрономічне товариство: Положення про супутникові сузір'я