כוכבי Megacon יכולים להרוס את האסטרונומיה ואין פתרון קל

רכבת של לווייני SpaceX Starlink נראים בשמי הלילה בסטילס זה מתוך סרטון שצולם על ידי גשש הלוויין מרקו לנגברוק בליידן, הולנד ב -24 במאי 2019, יום אחד בלבד לאחר ש- SpaceX שיגרה 60 מלווייני תקשורת האינטרנט של Starlink למסלול. .

רכבת של לווייני SpaceX Starlink נראים בשמי הלילה בסטילס זה מתוך סרטון שצולם על ידי גשש הלוויין מרקו לנגברוק בליידן, הולנד ב -24 במאי 2019, יום אחד בלבד לאחר ש- SpaceX שיגרה 60 מלווייני תקשורת האינטרנט של Starlink למסלול. . (אשראי תמונה: מרקו לנגברוק באמצעות SatTrackBlog )



פול מ. סאטר הוא אסטרופיסיקאי ב SUNY סטוני ברוק ומכון פלטירון, מארחים את תשאל איש חלל 'וגם ' רדיו חלל , 'ומחבר' איך למות בחלל . ' סאטר תרם מאמר זה קולות המומחים של demokratija.eu: עדכון ותובנות .



במהלך השנים הקרובות, חברות ברחבי העולם מתכננות לשגר עשרות אלפי לוויינים למסלול כדי לספק גישה לאינטרנט מהיר ברחבי העולם. אבל גישה זו כרוכה בתשלום: היא תזהם את השמיים ותזהם תצפיות אסטרונומיות.

אז יש דרך לתקן את זה? צוות חוקרים דגם את ההשפעות של לוויינים אלה וחקר אסטרטגיות הפחתה שונות. התשובה, כך נראה, אינה פשוטה.

עלייתן של כוכבי הכוכבים הגדולים



Starlink, OneWeb, Kuiper, SatNet - אלה רק ההתחלה של כוכבי הכוכבים הגדולים שיצאו למסלול כדור הארץ במהלך השנים הקרובות. כל אחד יספק רשת משלו של גישה לאינטרנט גלובלי במהירות גבוהה.

העלייה בלוויינים המקיפים היא מדהימה. הם עכשיו יותר מ -3,300 לוויינים מלאכותיים פעילים במסלול כדור הארץ, על פי איגוד המדענים המודאגים, קבוצה למען מדעים. בינתיים, המדענים שעומדים מאחורי הערת מחקר חדשה, דור 1 של ה- Starlink של SpaceX, כשלעצמו, יכלול 11,926 לוויינים, ולדור 2 יהיו 30,000 נוספים. OneWeb, Kuiper של אמזון ו- SatNet הסינית יחד יפרסו מעל 20,000 לוויינים.

לפני שהתחילו לשגר מגה-כוכבים אלה בשנת 2018, קבוצת הלוויינים הגדולה ביותר הייתה לווייני התקשורת של אירידיום, שהסתכמו ב -70 בלבד.



קָשׁוּר: מכונית הכוכבים הלוויינית Starlink של SpaceX משגרת בתמונות

כל לוויין הוא מקור לזיהום. גופי הלוויין עצמם, כמו גם הפאנלים הסולאריים הרחבים שלהם, משקפים את אור השמש. לאסטרונום שמשתמש בטלסקופים הגדולים ביותר על פני כדור הארץ כדי ללכוד את האובייקטים הקלושים ביותר בשמים, כוכבי הכוכבים הגדולים אינם ברכה, אלא מטרד. כאשר קבוצת כוכבים לוויינית חוצה את שדה הראייה של טלסקופ, לא מדובר רק ברצף אחד אלא במספר רצפים שיכולים להמיט הרס על תצפיות אסטרונומיות.

תומכי כוכבי הכוכבים טוענים כי הגבהים הגבוהים של הלוויינים יפחיתו את השפעתם על האסטרונומיה וכי רק סוגים מסוימים של תוכניות תצפית יהיו בסיכון.



אז חוקרים החליטו להשתמש בנתונים זמינים כדי לחזות את ההשפעה של כוכבי כוכב אלה על תצפיות אסטרונומיות.

דוגמנות ההשפעה

התמונה מציגה קווים אלכסוניים הנגרמים מהאור המוחזר על ידי קבוצה של 25 לווייני Starlink החולפים דרך שדה הראייה של טלסקופ במצפה הכוכבים לוול באריזונה במהלך תצפיות על קבוצת הגלקסיות NGC 5353/4 ב -25 במאי 2019.

התמונה מציגה קווים אלכסוניים הנגרמים מהאור המוחזר על ידי קבוצה של 25 לווייני Starlink החולפים דרך שדה הראייה של טלסקופ במצפה הכוכבים לוול באריזונה במהלך תצפיות על קבוצת הגלקסיות NGC 5353/4 ב -25 במאי 2019.(אשראי תמונה: ויקטוריה גירגיס/מצפה לואל)

אי אפשר לדעת עד כמה השמיים יהיו גרועים עד שכל הלוויינים יעלו ואסטרונומים ינסו לעשות אסטרונומיה. אבל עד אז אולי יהיה מאוחר מדי. בינתיים, צוות אסטרונומים ניסה לדגמן את ההשפעה של כוכבי כוכבים על אסטרונומיה מודרנית.

האסטרונומים הניחו את הניחוש הטוב ביותר שלהם, בהתבסס על המידע הזמין לציבור, לתצורות המסלול של כוכבי הכוכבים העתידיים. לאחר מכן, הם עיצבו את גודל ולבהירות כל לוויין, שתלוי מאוד בזווית שבין הלוויין לשמש כפי שניתן לראות מ כדור הארץ . לאחר מכן קיפלו מודלים אלה לתצפיות מדומות בעזרת מכשירים אסטרונומיים מסוגים שונים, כגון טלסקופים ענקיים בשדה רחב וספקטרוגרפים ברזולוציה גבוהה.

הצוות גילה שכמעט כל היבט באסטרונומיה המודרנית יושפע בדרך כלשהי מכיוון שהלוויינים בדרך כלל יהיו בהירים מספיק כדי לראות אפילו טלסקופים מקצועיים בגודל בינוני.

עם זאת, חלק מתוכניות ההתבוננות יסתדרו בהרבה מאחרות. בהתאם לטלסקופ הספציפי, הזמן בשנה ותוכנית התצפית, ריצת מדע טיפוסית צופה בכל מקום בין 0.01 ל -20 מסלולי לוויין בכל חשיפה. מכשירי שדה צר, שמדמים רק חלק קטן מהשמיים בכל פעם, יושפעו הכי פחות, מכיוון שלא סביר שיהיו להם צלב לוויין לשדה הראייה שלהם במהלך כל תצפית מסוימת, מצאו האסטרונומים.

מצד שני, טלסקופים רחבי-שדה, כמו מצפה הכוכבים ורה ג. רובין, יתקלו בקשיים רבים-למשל בזריחה ובשקיעה-והמצפה יכול לאבד עד מחצית מכל תמונה בגלל שבילים לוויניים מפריעים. , כתבו האסטרונומים נייר פורסם לאחרונה בשרת ההדפסה המוקדמת arXiv .

התצפיות שנערכו במהלך השעות הראשונות והאחרונות של הלילה יסבלו הכי הרבה, שכן זווית הלוויינים מהקרקע תגרום להם להיראות הבהירים והנראים ביותר, כך מצאו הצוות.

ספקטרוסקופיה יושפעו גם הם. למרות שמכשירים ספקטרוסקופיים בעלי רזולוציה נמוכה ובינונית, המחוברים לטלסקופים ברחבי העולם ומחלקים אור לאורכי הגל הספציפיים של האור שהוא מכיל, יושפעו פחות ממכשירים המייצרים תמונות. אך רמת הזיהום תהיה גבוהה בהרבה עבור מכשירים ספקטרוסקופיים, כאשר הזיהום מהלוויינים ייתן בערך אותו גודל של נתוני מדע היעד.

הצלת אסטרונומיה

התמונה המבוארת הזו מציגה את השמים שמעל מצפה הכוכבים הדרומי באירופה

תמונה מבוארת זו מציגה את השמים שמעל מצפה הכוכבים הדרומי של מצפה אירופה בדמדומים, כשהטבעות הכחולות מציגות דרגות גובה מעל האופק ואת מיקומן של לוויינים (מסומנים באדום וירוק). השטח מעל 30 מעלות הוא המקום בו מתבצעות רוב התצפיות האסטרונומיות.(אשראי תמונה: ESO / Y. Beletsky / L. Calçada)

אסטרונומיה היא מדע דיוק שבו כל תמונה חשובה. חלקים מזוהמים של תמונות אינם מועילים; יש לזרוק אותם החוצה. במקרים רבים, עדיין ניתן לאסוף מידע שימושי מהאזורים הבלתי מזוהמים של התמונות. אבל באחרים, כמו זיהוי כוכבי לכת, יש לזרוק את התמונה כולה. זה עלול לעלות לקהילה האסטרונומית במיליוני דולרים באובדן זמן וכוח עיבוד. וזו רק ההתחלה של עידן הכוכבים הגדולים; יותר לוויינים יכולים להיות בדרך.

אז יש משהו שאנחנו יכולים לעשות בנידון?

אסטרטגיית ההפחתה הטובה ביותר היא לצמצם את שטח הפנים הגלוי של הלוויינים והפאנלים הסולאריים שלהם, כמו בתוכנית Starlink VisorSat של SpaceX כדי להחשיך את הלוויינים שלהם, מצאו החוקרים. אסטרונומים יכולים גם לנסות לתזמן את התצפיות שלהם סביב מסלולי הכוכבים, אם לא לצלם תמונות כאשר לוויינים נצפים, או על ידי הצבעה לכיוונים שונים במקצת. אך גישה זו דורשת תיאום עצום, שכן חברות משנות לעתים קרובות את מסלולי הלוויינים שלהן.

אסטרטגיית הפחתה נוספת היא להסיר את שבילי הלוויין מהתמונות מאוחר יותר, אך זהו אינו תהליך נקי. וזה לא עובד עבור ספקטרומטרים; מכיוון שהם לא מצלמים, קשה לדעת מתי ספקטרום אפילו נדבק על ידי שביל לוויין.

בסופו של דבר, יצרני הכוכבים הגדולים יצטרכו לנהל דיאלוג מתמשך עם הקהילה האסטרונומית. גישה לאינטרנט במהירות לא חייבת לבוא במחיר של מדע יקר.

עקוב אחרינו בטוויטר @ Spacedotcom וכן הלאה פייסבוק .