Исследование НАСА показывает, как спутниковое «световое загрязнение» мешает работе космических телескопов

Уилл Данэм

ВАШИНГТОН, 3 декабря (Рейтер) – Экспоненциальное увеличение количества спутников, размещенных на низкой околоземной орбите, привело к прогрессу в области телекоммуникаций, включая широкополосный доступ в сельских и отдаленных районах по всему миру. Это также вызвало всплеск светового загрязнения в космосе, что ставит под угрозу работу орбитальных астрономических обсерваторий.

Новое исследование под руководством НАСА, посвященное четырем космическим телескопам – двум в настоящее время действующим и двум планируемым – оценивает, что большой процент изображений, полученных этими обсерваториями в течение следующего десятилетия, может быть испорчен светом, излучаемым или отраженным спутниками, разделяющими их низкую околоземную орбиту.

Исследователи подсчитали, что около 40% изображений, полученных космическим телескопом «Хаббл» НАСА, и около 96% изображений, полученных обсерваторией SPHEREx космического агентства США, могут быть загрязнены светом спутников. Они также подсчитали, что около 96% изображений, полученных с запланированной обсерватории ARRAKIHS Европейского космического агентства и запланированного китайского телескопа Сюньтянь, могут подвергнуться аналогичному воздействию.

По словам исследователей, «Хаббл» пострадает меньше из-за его узкого поля зрения.

Орбитальные телескопы являются жизненно важной частью исследования космоса. Они могут наблюдать более широкий диапазон электромагнитного спектра, чем наземные телескопы, а отсутствие атмосферных помех позволяет им получать более четкие изображения космоса, что позволяет напрямую получать изображения далеких галактик или планет за пределами нашей Солнечной системы.

«Хотя до сих пор большая часть светового загрязнения исходила от городов и транспортных средств, рост числа телекоммуникационных спутниковых группировок быстро начинает влиять на астрономические обсерватории по всему миру», — сказал астроном Алехандро Борлафф из Исследовательского центра Эймса НАСА в Калифорнии, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature.

«Пока телескопы смотрят на Вселенную, пытаясь раскрыть далекие галактики, планеты и астероиды, спутники иногда пересекаются перед их камерами, оставляя яркие следы света, которые стирают тусклый сигнал, который мы получаем из космоса. Это была известная проблема для наземных телескопов. Но до сих пор считалось, что космические телескопы — гораздо более дорогие и размещенные в, по-видимому, нетронутых точках обзора в космосе — почти свободны от антропогенного светового загрязнения», — сказал Борлафф.

В 2019 году на низкой околоземной орбите находилось около 2000 спутников. Сейчас эта цифра составляет около 15 000 фунтов стерлингов. Борлафф сказал, что предложения отрасли предусматривают размещение около 560 000 спутников на низкой околоземной орбите в ближайшее десятилетие.

«Чтобы дать представление о том, насколько увеличилось это число в последнее время, за последние четыре года – с 2021 по 2025 год – мы запустили на низкую околоземную орбиту больше спутников, чем за предыдущие семь десятилетий космических полетов вместе взятых», – сказал Борлафф.

Исследователи использовали информацию от спутниковых операторов для моделирования орбитальных слоев каждой спутниковой группировки — от SpaceX Starlink, китайского Guowang и Amazon и других. Затем они рассмотрели конкретные свойства телескопов, такие как высота обращения, траектория, поле зрения и другие факторы.

«После того, как у нас появились смоделированные телескопы, наблюдающие за нашей смоделированной Вселенной, нам нужно было только подсчитать, сколько раз спутники пересекали наши обсерватории или «фотобомбили» их, и насколько яркими они были в момент события», — сказал Борлафф.

Спутники отражают и излучают несколько типов света.

«Они напрямую отражают свет Солнца с помощью своих солнечных панелей, а также отражают свет Луны и Земли, который очень яркий с низкой околоземной орбиты. Помимо оптического света, спутники также излучают инфракрасное излучение, генерируемое температурой их компонентов, а также отражают радиоволны как от Земли, так и от самих антенн», — сказал Борлафф.

Исследователи заявили, что одним из способов решения этой проблемы будет размещение спутников на орбитах ниже, чем те, на которых работают телескопы.

Некоторые телескопы, расположенные на более удаленных орбитах, лучше защищены от светового загрязнения. В исследовании, например, не рассматривалось влияние спутников на космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба, обсерваторию Евклида Европейского космического агентства или запланированный НАСА космический телескоп Нэнси Грейс Роман.

Их орбиты находятся гораздо дальше от Земли, чем телекоммуникационные спутники.

«По этой причине на данный момент они, скорее всего, не пострадают от такого типа загрязнения», — сказал Борлафф.

Однако эти незатронутые телескопы обеспечивают лишь часть от общего числа астрономических наблюдений.

«Они используются только для очень конкретных научных целей и имеют очень ограниченное время работы», — сказал Борлафф.

(Репортаж Уилла Данэма, редактирование Розальбы О’Брайен)