Астрономите издават доклад за ефекта на „спътниковите съзвездия“ върху астрономията

Илюстрация на Земята в космоса, заобиколена от ореол, наподобяващ конфети, на много орбитални обекти.

През май 2019 г. SpaceX пусна първата си партида от 60 брояКомуникационни спътници Starlink, предназначени да осигурят глобален достъп до интернет. В крайна сметка SpaceX се надява да изстреля около 12 000 от тези спътници, а вероятно и повече. Тезисателитни съзвездияса изненадали астрономите и миряните със своята яркост в нощното небе. Сега астрономите са натрупали достатъчно наблюдения, за да оценят вероятното въздействие на спътниците на Starlink върху астрономията. Нов доклад на експерти, представляващи световната астрономическа общност, заключава, че ефектите върху астрономическите изследвания и върху човешкия опит на нощното небе варират от „незначителни“ до „екстремни“. Изображение чрезAAS/ NOIRLab/ NSF/ AURA/ П. Маренфелд.


Първоначално публикувано от Американското астрономическо дружество на 25 август 2020 г.

Доклад на експерти, представляващи световната астрономическа общност, заключава, че големи съзвездия от ярки спътници на ниска околоземна орбита ще променят коренно наземната оптична и инфрачервена астрономия и могат да повлияят на появата на нощното небе за звездите по целия свят. Докладът е резултат от неотдавнашния виртуален семинар на SATCON1, който събра повече от 250 учени, инженери, сателитни оператори и други заинтересовани страни.


Theдокладот спътниковите съзвездия 1 (SATCON1) семинар, организиран съвместно от NSF'sNOIRLabи Американското астрономическо общество (AAS), е доставено на Националната научна фондация (NSF). Проведено на практика от 29 юни до 2 юли 2020 г., SATCON1 се фокусира върху техническите аспекти на въздействието на съществуващите и планираните големисателитни съзвездияпо оптична и инфрачервена астрономия. NSF, който финансира семинара, също финансира повечето от големите наземни телескопи, широко достъпни за изследователите в Съединените щати. Повече от 250 астрономи, инженери, търговски сателитни оператори и други заинтересовани страни присъстваха на SATCON1. Целите им бяха да определят по-добре научното въздействие на огромни ансамбли от нискоземни орбитални спътници (LEOsats), замърсяващи астрономическите наблюдения, и да проучат възможните начини за минимизиране на тези въздействия.

Прочетете доклада SATCON1

Съпредседател на SATCON1Кони Уокърот NOIRLab на NSF обяснява:

Последните технологични разработки за астрономически изследвания-особено камери с широки зрителни полета на големи оптични инфрачервени телескопи-се случват едновременно с бързото внедряване на много хиляди LEOsats от компании, внедряващи нови космически комуникационни технологии.




Докладът заключава, че ефектите на големи спътникови съзвездия върху астрономическите изследвания и върху човешкия опит на нощното небе варират от „незначителни“ до „екстремни“. Тази нова опасност не беше на радара на астрономите през 2010 г., когато New Worlds, New Horizons - докладът на Националните академииAstro2010е издадено декадно изследване на астрономията и астрофизиката. Най-добрата препоръка на Astro2010 за наземна оптична астрономия, обсерваторията Vera C. Rubin, скоро ще започне да провежда точно този тип наблюдения, за които се отнася Уокър. Когато SpaceX пусна първата си партида от 60 комуникационни спътника Starlink през май 2019 г. и хората по целия свят ги видяха в небето, астрономите реагираха с тревога. Сателитите на Starlink не само бяха по -ярки, отколкото някой очакваше, но можеше да има още десетки хиляди като тях. Когато преминават през камерата на Рубин, те ще повлияят на гледката на 8,4-метровия (27,6-футов) телескоп върху слабите небесни обекти, които астрономите се надяват да изучават с него.

Съпредседател на SATCON1Джеф ХолотОбсерватория Лоуеле председател наКомитет на AAS за светлинно замърсяване, радиосмущения и космически отломки. Хол каза:

Обсерваторията Рубин и гигантските 30-метрови телескопи, които ще се появят онлайн през следващото десетилетие, значително ще подобрят разбирането на човечеството за космоса. Поради разходи, поддръжка и инструменти, такива съоръжения не могат да се експлоатират от космоса. Наземната астрономия е и ще остане жизненоважна и актуална.

Съзвездията от LEOsats са предназначени отчасти да предоставят комуникационни услуги на недостатъчно обслужвани и отдалечени райони, цел, която всеки може да поддържа. Признавайки това, астрономите са ангажирали спътникови оператори в съвместни дискусии за това как да постигнат тази цел, без да причиняват ненужно увреждане на наземните астрономически наблюдения. Семинарът на SATCON1 е само последната и най -значима стъпка в този текущ диалог.


Докладът предлага две основни констатации. Първият е, че LEOsats непропорционално засягат научните програми, които изискват наблюдения в здрач, като например търсене на застрашаващи Земята астероиди и комети, външни обекти на Слънчевата система и аналози на видима светлина на мимолетни източници на гравитационни вълни. По здрач слънцето е под хоризонта за наблюдатели на земята, но не и за спътници на стотици километри над главата, които все още са осветени. Докато спътниците остават под 600 километра (не съвсем 400 мили), тяхната намеса в астрономическите наблюдения е малко ограничена през най -тъмните часове на нощта. Но спътници на по -голяма надморска височина, като например съзвездието, планирано от OneWeb, което ще обикаля на 1200 километра (около 750 мили), може да бъдат видими през цялата нощ през лятото и през по -голямата част от нощта през други сезони. Тези съзвездия биха могли да имат сериозни отрицателни последици за много изследователски програми в водещите световни оптични обсерватории. В зависимост от височината и яркостта си, спътниковите спътници също могат да развалят звездни нощи за астрономи -аматьори, астрофотографи и други любители на природата.

Втората констатация на доклада е, че има поне шест начина за смекчаване на вредите от астрономията от големи спътникови съзвездия:

1. Стартирайте по -малко или никакви LEOsats. Колкото и непрактично или малко вероятно, това е единственият идентифициран вариант, който може да постигне нулево астрономическо въздействие.

2. Разполагайте спътници на орбитални височини не по -високи от ~ 600 км.


3. Потъмнете сателитите или използвайте сенници, за да засенчите отразяващите им повърхности.

4. Контролирайте ориентацията на всеки спътник в космоса, за да отразява по -малко слънчева светлина към Земята.

5. Минимизирайте или в крайна сметка можете да премахнете ефекта на сателитните пътеки по време на обработката на астрономически изображения.

6. Направете по -точна орбитална информация за спътниците, така че наблюдателите да могат да избегнат насочването на телескопи към тях.

Астрономите едва сега, малко повече от година след първото изстрелване на SpaceX Starlink, са натрупали достатъчно наблюдения на спътници на съзвездията и са изпълнили компютърни симулации на тяхното вероятно въздействие, когато са напълно разгърнати, за да разберат напълно мащаба и сложността на проблема. Това проучване информира дискусията на SATCON1 и доведе до десет препоръки за обсерватории, оператори на съзвездия и тези две групи в сътрудничество. Някои включват действия, които могат да бъдат предприети незабавно, докато други настояват за по -нататъшно проучване, за да се разработят ефективни стратегии за справяне с проблемите, очаквани с появата на нови големи телескопи онлайн и с разпространението на спътникови съзвездия.

Семинарът на SATCON1 беше важна стъпка към управлението на предизвикателно бъдеще. Директор на NOIRLabПатрик Маккартиказах:

Надявам се, че колегиалността и духът на партньорство между астрономите и търговските сателитни оператори ще се разширят, за да включат повече членове на двете общности и че ще продължат да се оказват полезни и продуктивни. Надявам се също, че констатациите и препоръките в доклада на SATCON1 ще послужат като насоки както за обсерватории, така и за сателитни оператори, докато работим за по -подробно разбиране на въздействията и смекчаването и се научаваме да споделяме небето, едно от безценните съкровища на природата.

Председател на AASПаула Шкодана Вашингтонския университет участва в семинара. Тя каза:

Нашият екип в AAS беше ентусиазиран да си партнира с NOIRLab и да събере представители на астрономическите и спътниковите общности за много ползотворен обмен на идеи. Въпреки че все още сме на ранен етап на разбиране и справяне с заплахите, които представляват астрономията от големи спътникови съзвездия, ние постигнахме добър напредък и имаме много причини да се надяваме на положителен резултат.

Следващият семинар, SATCON2, който ще се занимава със значимите въпроси на политиката и регулациите, е условно планиран за началото до средата на 2021 г.

В крайна сметка: Нов доклад на експерти заключава, че големите съзвездия от ярки спътници на ниска околоземна орбита ще променят коренно наземната астрономия и ще повлияят на появата на нощното небе за звездите по целия свят.