Запуск сотен тысяч спутников поставит под угрозу космические исследования, предупреждают ученые

Спутниковые группировки, сети из нескольких спутников, которые могут насчитывать от нескольких десятков до десятков тысяч, мешают научным исследованиям с использованием наземных телескопов, но теперь новое исследование рассматривает, как они могут повлиять на космические телескопы, такие как Хаббл.

Космический телескоп Хаббл сделал несколько невероятно красивых фотографий галактик и туманностей, которыми мы восхищаемся, но он также сделал невероятные научные открытия, включая измерение скорости расширения нашей Вселенной.

Но эта наука может оказаться под угрозой, если все предложенные спутниковые мегагруппировки — группы из тысяч спутников, запущенных такими компаниями, как SpaceX и Amazon — осуществиться.

Авторы статьи опубликовано сегодня в журнале Nature специально смотрел на Хаббл, НАСА СФЕРекс — телескоп ближнего инфракрасного диапазона, запущенный в марте прошлого года — предложенное Европейским космическим агентством АРРАКИХ (Анализ разрешенных остатков аккрецированных галактик как ключевой инструмент для исследований гало) и план Китая Сюньтянский телескоп.

Авторы подсчитали, что если 560 000 предложенных спутников будут запущены на орбиту в ближайшее десятилетие, это повлияет примерно на 39,6 процента изображений Хаббла и 96 процентов остальных трех.

Когда спутники движутся по небу, они создают длинные полосы света на любых изображениях, которые делают телескопы. Они также могут мешать радиоастрономии, так как «просачивают» электромагнитное излучение низких частот.

Авторы подсчитали, что среднее количество спутников, видимых за одну экспозицию (которая может длиться несколько минут), для Хаббла составит 2,14. 5,64 для SPHEREx, 69 для ARRAKIHS и 92 для Xuntian.

«Я помню, когда… иногда мы видели как будто один спутник [a night]и это было очень странно видеть. Сейчас это становится все более и более распространенным, даже слишком распространенным», — сказал ведущий автор Алекс Борлафф, научный сотрудник НАСА в Исследовательском центре Эймса агентства.

«За последние два-три года мы начали видеть больше спутников, даже в некоторых космических телескопах, таких как Хаббл. Они проходят перед ними, потому что имеют одинаковые орбиты».

Заинтересовавшись тем, как эти мегасозвездия могут повлиять на астрономические исследования с использованием космических телескопов, Борлафф и его соавторы решили провести оценку, в результате которой были получены их последние результаты.

Растущая проблема

В 2019 году на орбите находилось около 2000 спутников. Сегодня их около 15 000, в основном благодаря спутникам Starlink компании SpaceX. Но компания не одинока: Amazon только что запустила созвездие Койпера (с планами по созданию 3200 спутников), OneWeb планирует запустить 632 спутника, а Китай планирует запустить 14 000. Это лишь некоторые из предложенных.

Причина бума спутников во многом связана с более низкой стоимостью по сравнению с десятилетием ранее, с многоразовыми ракетами-носителями и меньшими полезными нагрузками, такими как CubeSat, которые размером примерно с хлебницу.

И эти спутники, как и спутники Starlink, в основном обеспечивают и улучшают доступ к Интернету, особенно в отдаленных точках по всему миру. Так что вряд ли они в ближайшее время куда-то денутся.

В настоящее время наземные обсерватории могут приостановить свои научные исследования, когда узнают, что перед их телескопами может проходить спутник, но это доставляет неудобства и требует дополнительной работы, сказал Борлафф. И хотя космические телескопы могут сделать то же самое, это не всегда так.

Но Борлафф сказал, что если это происходит в 96 процентах случаев, как предполагают их симуляции, «тогда у нас могут возникнуть проблемы».

Также важно отметить, что не все спутники будут затронуты. Например, космический телескоп Джеймса Уэбба находится на орбите, которая выводит его далеко за пределы низкой околоземной орбиты. Римский космический телескоп Нэнси Грейс, запуск которого запланирован на 2027 год, также не пострадает.

Другие последствия

Некоторые люди могут задаться вопросом, почему это так важно: просто сделать снимки заново или избавиться от полос. Но это еще не все.

«Одна из проблем заключается в том, что некоторые астрономические цели — это, например, вещи, о которых вы не знаете, где они находятся. Например, поиск нового астероида», — сказал Борлафф. «А астероиды очень интересны, потому что они похожи на спутники. Это просто тонкая линия света, пересекающаяся на вашем изображении».

Поэтому, если на ваших изображениях много линий, возможно, они блокируют потенциально опасный астероид, объяснил он.

Астрофизик Аарон Тохувавоху говорит, что, возможно, нам нужно переосмыслить, где мы размещаем эти космические телескопы.

«Нам просто придется строить космические телескопы дальше», — сказал он. Огромный поток. “Я имею в виду, что астрономы всегда были выше всех возмущений. Поэтому мы ставим вещи в горы. А мы думали, что космос выше всех возмущений, а оказывается, это зависит от того, где именно в космосе».

Но, по мнению Борлаффа, это не вариант, особенно для телескопов, которые уже стоят от миллионов до миллиардов долларов. По его словам, запуск телескопа за пределы низкой околоземной орбиты приведет к увеличению этой стоимости. Кроме того, некоторые телескопы должны находиться на низкой околоземной орбите.

Тохувавоху говорит, что для некоторых инструментов повышение орбит будет иметь последствия для астрономов.

«Я думаю, что это принесет, в частности, астрономам дополнительные затраты и дополнительную ответственность за то, как и где мы создаем наши инструменты и как мы ими пользуемся», — сказал он.

Помимо своих исследований, оба астронома обеспокоены тем, как это также влияет на наше удовольствие от ночного неба.

«При прочих равных условиях предположим, что мы сможем решить инфраструктурные проблемы. Мы не можем переместить ваши глаза и ваш задний двор в космос, не так ли? Так что на самом деле меня гораздо больше беспокоит влияние, которое это оказывает на нашу общую культурную собственность на ночное небо», — сказал Тохувавоху.

«Что это значит для того, что мы видим, когда смотрим вверх. Я думаю об этом гораздо чаще, чем о влиянии на мои исследования».

Борлафф говорит, что он также обеспокоен тем, что эти спутники могут иметь и другие последствия, например, вызывать путаницу среди птиц, которые используют звезды для навигации. Кроме того, существует обеспокоенность по поводу окончания срока службы этих спутников, когда они сгорают в нашей атмосфере, оставляя после себя сажа и испаренные металлы.

Далее идут последствия для человека.

«Есть и культурные проблемы. Небо и положение звезд использовались на протяжении поколений. в человечности, чтобы разгадывать истории и передавать воспоминания наших старейшин», — сказал Борлафф.

«Космос предназначен для всех, и он затронет каждого.“