Американский стартап планирует обеспечить «солнечный свет по требованию» после наступления темноты. Может ли это сработать? Хотели бы мы этого?

Предлагаемая группировка спутников очень беспокоит астрономов. В отличие от спутников, отражающих солнечный свет и производить световое загрязнение как неудачный побочный продукт американского стартапа Отразить орбитальную будет создавать световое загрязнение намеренно.

Компания обещает производить «солнечный свет по требованию» с зеркала которые направляют солнечный свет на Землю, чтобы солнечные фермы могли работать после захода солнца.

Планируется начать с 18-метрового теста. спутник под названием Эарендил-1, к которому компания подала заявку. запуск в 2026 году. В конечном итоге к 2030 году на орбите появится около 4000 спутников. по последним данным.

Так насколько плохо было бы световое загрязнение быть? И, что, возможно, более важно, смогут ли спутники Reflect Orbital работать так, как рекламируется?

Прыгающий солнечный свет

Точно так же, как вы можете отражать солнечный свет от циферблата, чтобы создать пятно света, спутники Reflect Orbital будут использовать зеркала для излучения света на участок Земли.

Но масштабы происходящего совершенно иные. Спутники Reflect Orbital будут вращаться на высоте около 625 км над землей и в конечном итоге будут иметь зеркала. 54 метра в поперечнике.

Когда вы отражаете свет от часов на ближайшую стену, пятно света может быть очень ярким. Но если вы отбросите его на дальнюю стену, пятно станет больше и тусклее.

Это потому, что солнце не является точкой света, а занимает угол в полградуса на небе. Это означает, что на больших расстояниях луч солнечного света, отраженный от плоского зеркала, расходится под углом в полградуса.

Что это означает на практике? Давайте возьмем спутник, отражающий солнечный свет на расстоянии примерно 800 км, потому что спутник высотой 625 км не всегда будет находиться прямо над головой, а будет излучать солнечный свет под углом. Освещенный участок земли будет иметь ширину не менее 7 км.

Даже изогнутое зеркало или линза не могут сфокусировать солнечный свет в более узкое место из-за расстояния и угла наклона солнца в полградуса на небе.

Будет ли этот отраженный солнечный свет ярким или тусклым? Что ж, для одного 54-метрового спутника оно будет в 15 000 раз тусклее, чем полуденное солнце, но все же намного ярче, чем полная луна.

Тест на воздушном шаре

В прошлом году основатель Reflect Orbital Бен Новак опубликовал короткое видео в котором подведены итоги испытания «последнего, что нужно построить перед полетом в космос». Это был отражатель, перевозимый на воздушном шаре.

В ходе испытания плоское квадратное зеркало диаметром примерно 2,5 метра направляет луч света на солнечные панели и датчики. В одном случае команда измерила мощность света 516 Вт на квадратный метр, когда воздушный шар находился на расстоянии 242 метра.

Для сравнения, полуденное солнце производит примерно 1000 Вт на квадратный метр. Таким образом, 516 Вт на квадратный метр — это примерно половина от этого значения, чего достаточно, чтобы быть полезным.

Однако давайте масштабируем тест на воздушном шаре в космос. Как мы отмечали ранее, если бы спутники находились на расстоянии 800 км от интересующей области, размер отражателя должен был бы быть 6,5 на 6,5 км — 42 квадратных километра. Строить такой гигантский отражатель нецелесообразно, поэтому испытание на воздушном шаре имеет некоторые ограничения.

Так что же планирует делать Reflect Orbital?

План Reflect Orbital — «простые спутники в правильном созвездии, освещающие существующие солнечные фермы». И их цель лишь 200 Вт на квадратный метр—20% полуденного солнца.

Могут ли меньшие спутники принести пользу? Если один спутник высотой 54 метра в 15 000 раз слабее полуденного солнца, вам понадобится 3 000 из них, чтобы получить 20% полуденного солнца. Это много спутников для освещения одного региона.

Другая проблема: спутники на высоте 625 км движутся со скоростью 7,5 километров в секунду. Таким образом, спутник будет находиться в пределах 1000 км от заданного местоположения не более 3,5 минут.

Это означает, что 3000 спутников дадут вам несколько минут освещения. Чтобы предоставить хотя бы час, вам понадобятся еще тысячи.

Reflect Orbital не лишена амбиций. В одном из интервью Новак предположил 250 000 спутников на орбитах высотой 600 км. Это больше, чем все каталогизированные на данный момент спутники и большие куски космического мусора, собранные вместе.

И тем не менее, согласно нашим расчетам, это огромное созвездие будет доставлять только 20% полуденного солнца не более чем в 80 мест одновременно. На практике из-за пасмурной погоды будет освещено еще меньше мест.

Кроме того, учитывая их высоту, спутники могли обеспечить освещение большинства мест только в сумерках и на рассвете, когда зеркала на низкой околоземной орбите будут залиты солнечным светом. Зная об этом, компания Reflect Orbital планирует окружить Землю своим созвездием. над линией день-ночь в солнечно-синхронные орбиты держать их постоянно под солнечным светом.

Яркие огни

Итак, являются ли зеркальные спутники практическим средством для производства доступной солнечной энергии в ночное время? Вероятно, нет. Могли ли они производить разрушительное световое загрязнение? Абсолютно.

Ранним вечером не требуется много времени, чтобы обнаружить спутники и космический мусор, и они не созданы специально для того, чтобы быть яркими. По плану Reflect Orbitalдаже если только тестовый спутник будет работать по плану, иногда он будет выглядеть намного ярче, чем полная Луна.

Созвездие таких зеркал было бы разрушительным для астрономии и опасным для астрономов. Для любого, кто смотрит в телескоп, поверхность каждого зеркала может быть почти такой же яркой, как поверхность Солнца, рискуя необратимое повреждение глаз.

Световое загрязнение помешает каждому увидеть космос, а известно, что световое загрязнение влияет на суточные ритмы животных также.

Хотя цель Reflect Orbital — освещать определенные места, лучи спутников также будут перемещаться по Земле при перемещении из одного места в другое. Ночное небо могло быть освещено вспышками света ярче луны.

Компания не ответила The Conversation на эти опасения в установленные сроки. Однако, Об этом сообщило агентство Bloomberg на этой неделе. он планирует перенаправить солнечный свет «краткими, предсказуемыми и целенаправленными способами», избегая обсерваторий и сообщая местонахождение спутников, чтобы ученые могли планировать свою работу.

Последствия будут ужасными

Еще неизвестно, удастся ли реализовать проект Reflect Orbital. Компания может запустить испытательный спутник, но до этого еще далеко до того, чтобы 250 000 огромных зеркал постоянно вращались вокруг Земли, чтобы некоторые солнечные фермы работали несколько дополнительных часов в день.

Тем не менее, это проект, на который стоит посмотреть. Последствия успеха для астрономов – и всех, кто любит темное ночное небо – будут ужасающими.

Эта статья переиздана с Разговор по лицензии Creative Commons. Прочтите оригинальная статья.