Astronomiem ir dažas nopietnas bažas par Starlink un citiem satelīta zvaigznājiem

Attēlojiet telpu ap Zemi, kas piepildīta ar desmitiem tūkstošu sakaru satelīta. Šis scenārijs lēnām sāk veidoties, un tas uztrauc astronomus. Tagad astronomu grupa ir uzrakstījusi darbu, kurā aprakstītas viņu detalizētās bažas un kā visi šie pavadoņi varētu nopietni, negatīvi ietekmēt uz zemes esošo astronomiju.

SpaceX un citi uzņēmumi vērš kapitālisma uzmanību kosmosā ap Zemi. SpaceX un OneWeb ir vienīgie uzņēmumi, kas līdz šim ir uzsākuši savas satelīta zvaigznāju daļas. Bet vairāki citi uzņēmumi plāno darīt to pašu, un galu galā visus šos satelītus varēs uzskaitīt desmitos tūkstošu.

Astronomijas sabiedrība ir izteikusi zināmas bažas par šiem satelīta zvaigznājiem. Gan Karaliskā astronomiskā biedrība, gan Amerikas astronomijas biedrība ir publiskojušas paziņojumus, kas pauž bažas un vēlmi sadarboties ar uzņēmumiem satelītu zvaigznāju biznesā. Šie paziņojumi ir pieklājīgi, piesardzīgi kritizēti un rakstīti sadarbības garā.

Bet šajā jaunajā rakstā ir izklāstītas visas astronomiskās sabiedrības problēmas, atbalstīti dati un uzstājīgāk tiek uzsvērts viņu viedoklis.

"Gadsimtiem ilgi balstīti astronomiski novērojumi ir ļāvuši sasniegt izcilus panākumus mūsu zinātniskajā izpratnē par dabas likumiem."

No “Bažas par zemes astronomijas novērojumiem: solis astronomijas debesu aizsardzībā”

Satelīta zvaigznājs ir mākslīgo pavadoņu grupa, kas darbojas kopā, lai nodrošinātu globālu vai gandrīz globālu sakaru pārklājumu. Viņiem ir potenciāls padarīt ātrgaitas internetu pieejamu gandrīz jebkur. Acīmredzot tam ir daudz priekšrocību.

Bet ir arī kritika, un trīs astronomi no Itālijas ir detalizēti izklāstījuši šo kritiku. Trīs ir Stefano Gallozzi, Marco Scardia un Michele Maris. Viņu darba nosaukums ir “Bažas par astronomiskiem novērojumiem uz zemes: solis astronomijas debesu aizsardzībai”.

Saskaitot visus satelītus, kurus uzņēmumi vēlas palaist kā daļu no sava zvaigznāja, jūs iegūstat aptuveni 50 000 satelītu. Jautājums ir, kāda būs šo satelītu ietekme uz zemes astronomiju? Ziņojuma autori apgalvo, ka visi šie pavadoņi neizbēgami sabojās astronomisko novērošanu.

Piezīme lasītājiem: angļu valoda nav pirmā darba autoru valoda, tāpēc daži no pēdiņām satur nelielas neatbilstības, taču nozīme ir skaidra.

"Atkarībā no to augstuma un virsmas atstarošanas viņu ieguldījums debesu spilgtumā nav mazsvarīgs, veicot profesionālus novērojumus uz zemes," teikts ziņojuma ievadā. “Ar milzīgo aptuveni 50 000 jauno mākslīgo satelītu daudzumu telekomunikācijām, ko plānots palaist vidējā un zemā Zemes orbītā, mākslīgo objektu vidējais blīvums būs> 1 satelīts kvadrātveida debesu grādos; tas neizbēgami kaitēs profesionālajiem astronomiskajiem attēliem. ”

Tā kā SpaceX ir vistālāk, izvietojot viņu zvaigznāju, un viņu vārds bieži parādās uz papīra. SpaceX Starlink sistēma jau ir laidusi klajā gandrīz 250 savus satelītus, un viņi plāno izvietot līdz pat 42 000 satelītu. Saskaņā ar rakstu šie pavadoņi "uzspīdēs no 3. līdz 7. debesīm pēc saulrieta un pirms saules rītausmas".

Autori saka, ka visi šie pavadoņi neizbēgami atstās astronomisko attēlu pēdas un var kavēt Zemes objektu meklēšanu. Pastāv zināms risks, ka mēs, iespējams, nepamanīsim iespējamo ietekmi visu šo pavadoņu dēļ.

Tomēr saskaņā ar ziņojumu tiek negatīvi ietekmēti ne tikai attēli. "Nopietnas bažas ir raksturīgas arī citiem viļņu garumiem, kas ir piemēroti zemes izpētei, īpaši radioastronomijai, kuru detektorus jau piesātina satelītu sakaru visuresošā apstarošana no kosmosa stacijām, kā arī no zemes."

Jau 2019. gada maijā Elons Musks mēģināja noraidīt visas astronomiskās bažas par Starlink. Starp diezgan svelmaino kritiku noraidīšanu bija viņa paziņojums, ka “Mums tik un tā ir jāpārvieto teleskopi <sic> uz orbītu. Atmosfēras vājināšanās ir briesmīga. ”

Muskam ir milzīgs profils kosmosa sabiedrībā, tāpēc viņa vārdi, iespējams, dažus pārliecināja, ka starp Starlink un astronomiju nav problēmu. Bet Musk ir uzņēmējs, nevis zinātnieks.

Par visu savu veikumu Musks nav astronomijas vai astronomiskās novērošanas eksperts. Vai viņa paziņojums, ka Starlink "būs ~ 0% ietekme uz sasniegumiem astronomijā", ir precīzs un informēts?

Liekas, ka trīs jaunā darba autori tā nedomā. Tie izklāsta riskus, ko satelītu zvaigznāji rada astronomijai, un nav viss atkarīgs no tā, vai tie ir redzami optiskā gaismā. Viņi uzsver, ka šādām izmaiņām mazo satelītu populācijā ir “bīstama ietekme. Ir aprakstīta īpaša stratēģija steidzamai iejaukšanās darbībai, lai aizsargātu un aizsargātu katru no zemes novērojamo astronomisko joslu. ”

"Bez zemes novērojumiem vairums pašreizējās kosmosa astronomijas būtu bezjēdzīgi vai neiespējami."

No “KONCERTI PAR APZEMES ASTRONOMISKĀM APSVĒRUMIEM: solis, lai aizsargātu astronomijas debesis”

Autori iesāk sākumā, norādot uz milzīgajiem panākumiem izpratnē, ko snieguši novērojumi uz zemes. "Gadsimtiem ilgi balstīti astronomiski novērojumi ir ļāvuši sasniegt izcilus panākumus mūsu zinātniskajā izpratnē par dabas likumiem." Ar to grūti strīdēties.

Darba pirmajā sadaļā viņi runā par to, kā kosmosa astronomija jeb kosmosa teleskopi ir devusi ieguldījumu zināšanās. Bet viņi norāda, ka uz zemes un kosmosā bāzētā astronomija ir vajadzīga cita citai un, strādājot kopā, ir vislabākā zinātne. "Bez zemes novērojumiem vairums pašreizējās kosmosa astronomijas būtu bezjēdzīgi vai neiespējami."

Var droši apgalvot, ka autori nepiekrīt Muska izteiktajam apgalvojumam, ka “Jebkurā gadījumā mums jāpārvieto teleskopi <sic> uz orbītu. Atmosfēras vājināšanās ir briesmīga. ”

Varbūt Musks nekad nav dzirdējis par adaptīvo optiku. Adaptīvā optika ļauj moderniem uz zemes bāzētiem teleskopiem pārvarēt atmosfēras ietekmi uz novērojumiem. Gaidāmajos teleskopos, piemēram, Eiropas ārkārtīgi lielajā teleskopā un trīsdesmit metru teleskopā, to dizaina centrā ir adaptīvā optika.

Autori arī uzsver to, kam vajadzētu būt skaidram ikvienam, kurš par to domā ļoti ilgi: salīdzinājumā ar zemes astronomiju kosmosa teleskopi ir ārkārtīgi dārgi. Un riskanti.

Teleskopu tehnoloģijas sasniegumi ir sasniegti šeit, uz Zemes. To izvietošana ir riskanta sastāvdaļa, taču tehnoloģijas jau ir pārbaudītas un attīstītas šeit, uz Zemes. Kā uzsver darba autori, jaunu teleskopu tehnoloģiju testēšana un izstrāde kosmosā nav iespējama.

"Galvenais kosmosa teleskopu ierobežojums ir tas, ka pēc palaišanas tos nevar uzturēt, atjaunot vai remontēt." Habls ir izņēmums, un citi kosmosa teleskopi nav uzturēti. Kad viņi ir izdarīti, viņi ir izdarīti.

“Salīdzinot ar zemes novērošanas observatorijām, kosmisko teleskopu vidējais kalpošanas laiks ir pāris desmitgades vai mazāk. Tieši pretēji - uz zemes bāzētās observatorijas ilgst vairākas desmitgades, un kosmosa laikmeta sākumā uzstādītie teleskopi atkal darbojas rentabli. ” Īsāk sakot, kosmosa teleskopi ir tehnoloģiski novecojuši, kamēr to zemes kolēģi turpina strādāt.

To mēs varam redzēt ar Eiropas Dienvidu observatorijas (ESO) ļoti lielo teleskopu (VLT). VLT veido četras galvenās vienības, un pirmā no tām pirmo reizi ieraudzīja 1998. gadā. Gadu gaitā tā tika vairākkārt uzlabota, katru reizi palielinot novērošanas iespējas. Divi no tā instrumentiem, SPHERE (pirmais lukturis - 2014. gada jūnijs) un ESPRESSO (pirmais lukturis - 2016. gada septembrī), ir paredzēti eksoplanētu izpētei - kaut kam nebija nozīmes, izstrādājot VLT. Citi instrumenti, piemēram, VISIR (VLT Imager un Spektrometrs vidēja infrasarkanā starojuma jomā) tika modernizēti, lai pētītu eksoplanētas.

Kosmosa teleskopi ir dārgi arī salīdzinājumā ar zemes teleskopiem. Džeimsa Veba kosmiskais teleskops tiek izstrādāts 20 gadus, un tā cena būs 10 miljardi ASV dolāru. Bet nākamās paaudzes uz zemes bāzētie teleskopi, piemēram, Milzu Magelāna teleskops un Eiropas īpaši lielais teleskops, katram izmaksās apmēram USD 1 miljardu. Un viņi, iespējams, pārsniegs JWST gadu desmitiem ilgi.

Nepatīkamā darba daļa aplūko faktiskās problēmas, ar kurām uz zemes balstītā astronomija saskarsies ar satelīta zvaigznājiem. Dažos elektromagnētisko viļņu garumos kosmosa teleskopi ir daudz efektīvāki nekā uz zemes bāzētie teleskopi. Piemēram, tālajā infrasarkanajā telpā atmosfēra to lielā mērā bloķē. Bet tas nemaz nestāstīs visu stāstu.

Rakstā autori runā par debesu degradāciju. Šī degradācija rodas ne tikai no zemes piesārņojuma, bet "arī tāpēc, ka mākslīgās satelīta flotes šķērso un novēro rētas ar spilgtām paralēlām svītrām / takām visos platuma grādos."

Starlink vien vēlas orbītā novietot līdz 40 000 satelītu. Tas ir tikai viens uzņēmums no vairākiem, kas plāno izlaist satelīta zvaigznājus. Neviens nezina, cik tādu būs, taču ir saprātīgi diskusijai izmantot 50 000 pavadoņu skaitli.

"Astronomus ārkārtīgi satrauc iespēja, ka no Zemes redzamās debesis var aizsegt desmitiem tūkstošu satelītu, kas ievērojami pārspēs aptuveni 9000 zvaigznes, kuras ir redzamas bez palīglīdzekļa cilvēka acīm," saka autori. "Tas nav kaut kāds tāls drauds: tas jau notiek."

Trīs astronomi sadala visus numurus Zemes pieaugošajai satelītu flotei. Ņemot vērā skata leņķus, augstumu un spilgtumu, viņi nonāk pie šāda secinājuma: “Tādējādi ar 50k satelītiem“ normāla ”būs debesis, kas būs piepildītas ar mākslīgiem objektiem: katrā debesu kvadrāta pakāpē būs satelīts, kas rāpo visā tā garumā. nakts novērošana, kas pieejama un redzama ar astronomiskām kamerām, un ne tikai ar profesionālu instrumentu palīdzību. ”

Pēc autoru domām, viss šis gaismas piesārņojums nopietni kaitēs astronomiskai novērošanai. Viņi atzīst, ka SpaceX eksperimentē ar vienu “tumšo” satelītu, kas ir nokrāsots melnā krāsā, lai samazinātu atstarošanos. Bet viņi norāda, ka 75% no satelīta virsmas ir saules paneļi, kurus acīmredzami nevar krāsot. Viņi arī norāda uz satelīta melnā krāsošanas problēmām: “Ja satelīta ķermenim neļaus atspoguļot saules gaismu, tas pārāk absorbēs starojuma sasilšanu ar iespējamām kļūmēm, tādējādi, iespējams, palielinās visa flotes riska pārvaldību un padarīs tumša pārklājuma risinājums nav efektīvs vai pat neproduktīvs. ”

Tad ir visa radio joslu traucējumu problēma. "Pat ar vislabākajām pārklājuma un seku mazināšanas procedūrām, lai samazinātu ietekmi uz vizuālajiem astronomiskajiem novērojumiem, bieži vien tiek izlaista vai aizmirsta, ka telekomunikāciju zvaigznāji spīdēs radioviļņu garuma joslās, kas ir novērojamas no zemes."

Kopš kosmosa laikmeta sākuma ir gadu desmitiem veci nolīgumi, kas paredz noteiktas radiofrekvences noteiktām vajadzībām. Atsevišķu atomu un molekulu frekvences kosmosā ir paredzētas radioastronomijai. Tajos ietilpst oglekļa monoksīds un tā izotopi, kā arī H2O.

Radioastronomiem jau ir jācīnās ar visa veida traucējumiem. Pēc autoru domām, tas pasliktināsies daudz vairāk. “Tas, kas netiek plaši atzīts, ir tas, ka jaunākās paaudzes telekomunikāciju tīklu (gan no kosmosa, gan no Zemes) attīstībai jau ir liela ietekme uz radioastronomijas novērojumiem (visās apakšjoslās): ar LEO satelīta flotēm ir diezgan pārliecināts ka situācija varētu kļūt nepanesama. ”

“Personām, kas pieder nākamajām paaudzēm, ir tiesības uz nepiesārņotu un nebojātu Zemi, ieskaitot tīras debesis;”

UNESCO Vispārējā cilvēktiesību deklarācija nākamajām paaudzēm.

Tad ir jautājums par likumību un to, kuras iestādes var atļaut izvietot satelīta zvaigznājus.

Autori pievērš mūsu uzmanību UNESCO (Apvienoto Nāciju Izglītības, zinātnes un kultūras organizācijas) 1994. gada paziņojumam. Šajā paziņojumā teikts: “Personām, kas pieder nākamajām paaudzēm, ir tiesības uz nepiesārņotu un nebojātu Zemi, ieskaitot tīras debesis; viņiem ir tiesības uz tā baudīšanu kā cilvēces kultūras vēstures un sociālo saišu pamatu, kas padara katru paaudzi un indivīdu par vienas cilvēku ģimenes locekli. ”

Tajā pašā UNESCO paziņojumā teikts arī: “Šeit pasaules mantojums ir visas cilvēces īpašums, un, kaut arī var būt aizsardzības likumi, šī likuma izpilde ir cits jautājums, jo tikai valstis var iesūdzēt citas valstis saskaņā ar šāda veida starptautiskajiem līgumiem. Valsts ir atbildīga par darbībām, kas notiek tās jurisdikcijā - neatkarīgi no tā, vai tās ir atļautas vai neatļautas. ”

Trīs astronomi uzsver, ka, tā kā FCC un citas organizācijas Amerikas Savienotajās Valstīs ir devušas Starlink apstiprinājumu, iespējams, ka viņi var arī apturēt Starlink darbību. Viņiem pat var būt pienākums saskaņā ar starptautiskajām tiesībām.

Viņi arī piemin Līgumu par kosmosu un saka: “Un tiesiskais process ir tāds, ka štata valdība, šoreiz ASV valdība, ir juridiski atbildīga par visiem kosmosā nosūtītajiem objektiem, kas palaižas no ASV robežām. Tas nozīmē, ka tieši ASV valdība ir atbildīga par kaitējumu, ko nodarījusi tās korporācija Starlink, nosūtot orbītā objektus, kas nodara kaitējumu. ”

Raksts tiek noslēgts, norādot uz iespējamām tiesiskām darbībām, kuras starptautiskā sabiedrība varētu veikt, lai apturētu satelīta zvaigznājus.

Viņi varēja iesūdzēt tiesā FCC, jo, apstiprinot tos, viņi neņēma vērā gaismas piesārņojumu, kas pārkāpj Nacionālās vides politikas likumu. Šis akts liek jebkurai federālai aģentūrai apsvērt apstiprināto projektu ietekmi uz vidi. Autori apgalvo, ka FCC nav pietiekami apsvērusi Starlink radīto gaismas piesārņojumu.

Starptautiskā astronomijas kopiena varētu “tiesā iesūdzēt tiesā par ASV FCC jurisdikcijas un jurisprudences trūkumu atļaut privātus, nevis ģeostacionārus satelītus pār citiem štatiem un valstīm”. Tas liek apšaubīt FCC tiesības pat atļaut satelīta zvaigznājus, kas ceļo pāri citām valstīm.

Tad tur ir Starptautiskā tiesa (ICJ). Trīs autori saka, ka starptautiskā sabiedrība varētu iesūdzēt ASV valdību Starptautiskajā Tiesā “… atlikt turpmākos Starlink pasākumus, lai kvantitatīvi novērtētu valsts finanšu zaudējumus, kaitējot nacionāliem un starptautiskiem astronomiskiem projektiem”.

Starptautiskā astronomijas kopiena sāka iesniegt lūgumrakstu 2020. gada janvārī. Kopiena vēlas, lai Starlink un citi aizturētu, viņi vēlas, lai tiktu ieviesta tiesiska aizsardzība astronomiskai novērošanai, un viņi vēlas ierobežot satelīta zvaigznāju skaitu līdz minimumam.

"Visi šie pieprasījumi nāk no zinātnieku sirsnīgajām bažām, kas rodas no draudiem piekļūt pilnām zināšanām par Kosmosu un cilvēcei neizmērojamas vērtības nemateriāla ieguldījuma zaudēšanai," saka autori.

Laikam ejot, kosmoss kļūst arvien likumīgāks. Nav precīzi noteikts, kuri darbības veidi tiks atļauti. Pirms gadu desmitiem, gandrīz kosmosa laikmeta sākumā, tika ieviesti likumi un vienošanās, lai lietas kontrolētu.

Bet neviens neko neparedzēja, piemēram, satelīta zvaigznājus, un kosmosa tiesiskais regulējums, iespējams, būs pakļauts daudz spiediena.

Vairāk:

• Pētniecības dokuments: Bažas par astronomijas novērojumiem uz zemes: solis astronomijas debesu aizsardzībā
• Wikipedia: Starlink
• Amerikas astronomijas biedrība: paziņojums par satelīta zvaigznāju stāvokli