Megakonstelacje – zagrożenie dla astronomii?

2

Czy duża ilość satelitów stanie się zagrożeniem dla astronomii?

Firma SpaceX umieściła 24 maja na orbicie 60 satelitów konstelacji Starlink. Wszystkie satelity Starlink zostały uwolnione w jednym momencie, co jest dość nietypowe. Zwykle podczas startów z wieloma satelitami następuje stopniowe (albo też “jednostajne” w dłuższym okresie czasu) uwalnianie satelitów. W tym przypadku wszystkie satelity jednocześnie opuściły górny stopień Falcona 9, po czym powoli zaczęły się od siebie oddalać.

Satelity powoli oddalają się od siebie. 48 godzin po starcie dystans pomiędzy pierwszym a ostatnim satelitą wyniósł około 25 stopni. Satelity na nocnym niebie były widoczne gołym okiem jako “sznur” obiektów, podążających jeden za drugim. Tydzień po starcie “sznur” satelitów oplatał już ponad pół orbity wokół Ziemi.

Prawie natychmiast pojawiły się głosy krytyki. Dwa główne “nurty” krytyki to środowiska astronomiczne i kwestia rosnącego zagrożenia ze strony śmieci kosmicznych. W tym artykule przyjrzymy się potencjalnemu negatywnemu wpływowi megakonstelacji takich jak Starlink na astronomię.

Tuż po starcie pierwszej paczki satelitów Starlink pojawiło się zdjęcie “głębokiego nieba” przeciętego wieloma przelotami tych satelitów Z naukowego punktu widzenia to zdjęcie jest bezużyteczne.

Zdjęcie z obserwatorium Lowell'a prezentujące przelot satelitów Starlink (wykonane kilka dni po starcie, gdy satelity były blisko siebie) / Credits- Lowell Observatory, @
GirgisVictoria
Zdjęcie z obserwatorium Lowell’a prezentujące przelot satelitów Starlink (wykonane kilka dni po starcie, gdy satelity były blisko siebie) / Credits- Lowell Observatory, @
GirgisVictoria

Docelowo aż 12 tysięcy satelitów Starlink ma się znaleźć na orbicie. Jest to wartość porównywalna z całkowitą ilością wszystkich obiektów, jakie obecnie znajdują się na różnych orbitach wokół Ziemi, włączając w to “śmieci kosmiczne”.

Symulacja konstelacji Starlink / Credits – Mark Handley

Duże teleskopy na Ziemi – małe w kosmosie

Bez wątpienia żyjemy obecnie w “złotej erze” astronomii. Dzięki nowym, coraz większym obserwatoriom astronomicznym możliwe jest lepsze badanie Układu Słonecznego, Drogi Mlecznej i całego Wszechświata. Jest także oczywiste, że naziemne obserwatoria są przynajmniej o rząd wielkości większe od największych obserwatoriów kosmicznych. Przykładowo, budowany obecnie w Chile teleskop Extremely Large Telescope (E-ELT) ma mieć średnicę lustra 39,3 metra (978 metrów kwadratowych powierzchni lustra). Dla porównania – budowany z dużymi opóźnieniami kosmiczny teleskop JWST ma mieć średnicę lustra 6,5 metra (25,4 metra kwadratowego powierzchni lustra).

Porównanie obserwatorium z Bazyliką Mariacką w Krakowie. Źródło: ESO
Porównanie obserwatorium z Bazyliką Mariacką w Krakowie. Źródło: ESO

Co więcej, porównanie kosztów budowy obu obserwatoriów jest na zdecydowaną korzyść E-ELT. Koszt budowy tego ogromnego obserwatorium w Chile to 1,2 miliarda EUR, zaś koszt JWST przekroczył już 8,5 miliarda EUR. E-ELT ma funkcjonować przez dekady a misja JWST planowana jest obecnie na zaledwie pięć lat. Podsumowując, jak na razie kosmiczne obserwatoria są zbyt drogie i działają zbyt krótko. Trudno także się spodziewać, by w ciągu kilkunastu najbliższych lat ta sytuacja się zmieniła – przez ten czas naziemne obserwatoria będą wciąż “produkować” największą część badań astronomicznych.

JWST opuszcza komorę termiczno-próżniową (grudzień 2017) / Credits - NASA
JWST opuszcza komorę termiczno-próżniową (grudzień 2017) / Credits – NASA

Część naziemnych profesjonalnych obserwatoriów astronomicznych ma mieć duże pole widzenia. Możliwość cyfrowego zapisu danych z dużej powierzchni z dużą rozdzielczością (nie tylko optyczną, ale także i cyfrową) to wynik silnego rozwoju technologii detektorów, jaki dokonał się w ostatnich latach. Budowany obecnie teleskop Large Synoptic Survey Telescope (LSST), którego pierwsze światło planowane jest już na przyszły rok, ma mieć pole widzenia rzędu 3,5 stopnia.

Zagrożenie dla astronomii

Szybkie wyliczenia sugerują, że sama tylko konstelacja Starlink może oznaczać przeloty 250-500 satelitów w każdym punkcie na Ziemi w każdym momencie. Oczywiście duża część z nich nie będzie widoczna, z uwagi na obecność w cieniu Ziemi, jednak istnieje pewne ryzyko flar od elementów satelitów Starlink – obserwatorzy już raportowali takie wydarzenia.

Ponadto, jest oczywiste, że z czasem część satelitów będzie wycofywana ze służby. Pewien procent z nich może się zepsuć przed końcem misji i zacząć obracać się w sposób niekontrolowany. Taki obrót może tworzyć dodatkowe ryzyko flar oraz jaśniejszych przelotów na niebie.

Elon Musk informuje, że z pewnością satelity Starlink nie będą odbijać zbyt dużo światła w kierunku Ziemi. W przypadku firmy SpaceX można zakładać, że z troską podejdzie do satelitów Starlink i pokryje je odpowiednimi warstwami farb o niskim albedo. Nie jest to jednak wymóg “prawny” – inni producenci/operatorzy nie muszą zastosować takich środków. Jest to z pewnością duże zagrożenie.

W ciągu tygodnia od startu obserwatorzy na całym świecie rzeczywiście raportowali coraz niższą jasność satelitów Starlink. Jest to dobra informacja dla obserwacji “głębokiego nieba”. Pojawiło się tez kilka doniesień o przypadkowych flarach – w kolejnych miesiącach warto monitorować te doniesienia, gdyż flary mogą mieć także negatywny wpływ na obserwacje astronomiczne.

Na początku czerwca Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) wystosowała stanowisko. IAU wyraża obawy, że megakonstelacje – nawet jeśli złożone z satelitów o niskiej jasności – będą mieć negatywny wpływ na obserwacje astronomiczne. Ponadto, IAU zauważyła, że po wprowadzeniu megakonstelacji powstanie ryzyko zakłóceń na szerokim spektrum fal radiowych, co może wpłynąć negatywnie na radioastronomię.

Niektórzy przyrównali efekt Starlink do zanieczyszczenia pochodzącego od samolotów. Ten argument jednak jest tylko częściowo poprawny. W wielu miejscach, gdzie znajdują się duże obserwatoria astronomiczne, ruch lotniczy jest znikomy. Co więcej, obserwatoria takie jak SOFIA (na pokładzie samolotu) operują z dala od typowych korytarzy powietrznych.

Obserwatorium SOFIA / Credits: NASA
Obserwatorium SOFIA / Credits: NASA

Podsumowując, megakonstelacje stwarzają realne zagrożenie dla ziemskiej astronomii. Działaniem ograniczającym wpływ na dalszy rozwój tej dziedziny nauki jest obniżenie jasności satelitów poprzez zastosowanie odpowiednich farb i ogólnie ich konstrukcji – dzięki czemu ryzyko odbijania światła będzie zminimalizowane. Ponadto, z pewnością ważna będzie szybka deorbitacja satelitów po zakończeniu misji. W przeciwnym przypadku istnieje poważne ryzyko powstania dużej ilości jasnych śladów na niebie, negatywnie wpływających na obrazy uzyskane przez obserwatoria astronomiczne.

Ważne: artykuł chroniony prawem autorskim, co oznacza że wszelkie prawa, w tym Autorów i Wydawcy są zastrzeżone. Zabronione jest dalsze rozpowszechnianie tego artykułu w jakiejkolwiek formie bez pisemnej zgody ze strony właściciela serwisu Kosmonauta.net – firmy Blue Dot Solutions. Napisz do nas wiadomość z prośbą o wykorzystanie. Niniejsze ograniczenia dotyczą także współpracujących z nami serwisów.

(Tw, LO, PFA, S-X, NSF)

2 komentarze

  1. MałyAstronom on

    Mam nadzieję, ze ktoś powie DOŚĆ zanim to się bardziej rozwinie. Bo w innym przypadku taki wariat zniszczy nam planetę (bo ma wizję facebooka w każdym miejscu na Ziemi) Już internet zaczyna być bezwartościowy ze względu na wariacko rozszerzone prawa autorskie. A dokładając do tego syf w kosmosie propagujący tą ziemska głupotę zaczyna to wyglądać co najmniej głupio. Dobrze powiedziane: MUSK POLLUTION. A pomysleć, że kibicowałem mu gdy chciał na Marsa lecieć. A teraz żałuję, ze nie poleciał – i nie wrócił.

  2. To koniec zwykłej astronomii. Musk to tylko zwykły kapitalista, a reszta ludzików się nie liczy. Jakby miał na względzie już by to było pomalowane cudowną farbą. Bajeczki o tym jaki to przejęty są gorsze od retoryki zimnowojennej. Nowe obietnice że zmienią orbity jak będzie ważny eksperyment naukowy to kolejna absurd Muska. Dzięki temu będzie dostęp do nieba kontrolowany przez szczodrego Muska. Rozumiem że wypełniamy formularz i wtedy obserwatorium naziemne dostanie swoje 5min pracy bez zakłóceń. Wielki Łaskawca i Dobroczyńca. Jest light pollution teraz nowe dziwadło musk pollution.