Astronómovia majú vážne obavy týkajúce sa Starlink a iných satelitných konštelácií

Predstavte si priestor okolo Zeme naplnený desiatkami tisíc komunikačných satelitov. Tento scenár sa pomaly začína vytvárať a týka sa to astronómov. Teraz skupina astronómov napísala dokument, v ktorom načrtla svoje podrobné obavy a ako by všetky tieto satelity mohli mať vážny negatívny vplyv na pozemnú astronómiu.

SpaceX a ďalšie spoločnosti vrhajú svoje silné kapitalistické oči na vesmír okolo Zeme. SpaceX a OneWeb sú zatiaľ jedinými spoločnosťami, ktoré spustili akúkoľvek časť svojich satelitných konštelácií. Niekoľko ďalších spoločností však plánuje urobiť to isté a nakoniec všetky tieto satelity budú mať desiatky tisíc.

Astronomická komunita vzbudila určité obavy z týchto satelitných konštelácií. Kráľovská astronomická spoločnosť a Americká astronomická spoločnosť vydali vyhlásenia, v ktorých vyjadrili svoje obavy a túžbu spolupracovať so spoločnosťami v oblasti satelitnej konštelácie. Tieto vyhlásenia sú zdvorilé, opatrné vo svojej kritike a napísané v duchu spolupráce.

Tento nový dokument však obsahuje všetky obavy astronomickej komunity, ktoré sú podložené údajmi, a naliehavo zdôrazňuje ich názor.

„Po stáročia viedli pozemské astronomické pozorovania k výnimočnému pokroku v našom vedeckom chápaní zákonov prírody.“

Z „Obáv z pozemských astronomických pozorovaní: krok k ochrane astronomického neba“

Satelitná konštelácia je skupina umelých satelitov, ktoré spolupracujú na zabezpečení globálneho alebo takmer globálneho komunikačného pokrytia. Majú potenciál sprístupniť vysokorýchlostný internet takmer kdekoľvek. Je zrejmé, že to má veľa výhod.

Existujú však aj kritiky a traja astronómovia z Talianska tieto kritiky podrobne predstavili. Títo traja sú Stefano Gallozzi, Marco Scardia a Michele Maris. Ich príspevok je nazvaný „Obavy z pozemných astronomických pozorovaní: krok k ochrane astronomického neba.“

Keď spočítate všetky satelity, ktoré chcú spoločnosti vypustiť ako súčasť svojich konštelácií, dostanete niekde okolo 50 000 satelitov. Otázka znie, aký vplyv budú mať tieto satelity na pozemnú astronómiu? Autori správy tvrdia, že všetky tieto satelity nevyhnutne poškodia astronomické pozorovanie.

Poznámka pre čitateľov: Angličtina nie je prvým jazykom autorov príspevku, takže niektoré citácie obsahujú malé nezrovnalosti, ale význam je jasný.

„V závislosti od nadmorskej výšky a povrchovej odraznosti nie je ich príspevok k jasu oblohy zanedbateľný pre profesionálne pozemné pozorovania,“ uvádza sa v úvodnej správe. „Pri plánovanom vypustení obrovského množstva asi 50 000 nových umelých satelitov pre telekomunikácie na strednej a nízkej obežnej dráhe Zeme bude priemerná hustota umelých predmetov pre jeden štvorcový stupeň oblohy> 1 satelit. nevyhnutne to poškodí profesionálne astronomické obrazy. “

Vzhľadom k tomu, SpaceX je najvzdialenejšie pri zavádzaní ich konštelácie, a ich meno sa objavuje často v novinách. Systém Starlink spoločnosti SpaceX už uviedol na trh takmer 250 svojich satelitov a plánuje nasadiť celkovo až 42 000 satelitov. Podľa článku tieto satelity „budú žiariť od 3. do 7. magnitúdy na oblohe po západe slnka a pred úsvitom.“

Autori tvrdia, že všetky tieto satelity nevyhnutne zanechajú stopy na astronomických obrazoch a môžu brzdiť vyhľadávanie objektov blízkej Zeme. Existuje určité riziko, že z dôvodu všetkých týchto družíc nebude možné zistiť potenciálny dopad.

Podľa správy to však nebude mať negatívny vplyv iba na obrázky. „Závažné obavy sú spoločné aj pre iné vlnové dĺžky, ktoré sú vhodné pre pozemné výskumy, najmä pre rádioastronómiu, ktorej detektory sú už nasýtené všadeprítomným ožarovaním komunikácie satelitov z vesmírnych staníc, ako aj zo zeme.“

V máji 2019 sa Elon Musk pokúsil odmietnuť akékoľvek astronomické obavy týkajúce sa Starlink. Medzi jeho dosť ostré odmietnutie kritiky patril aj výrok, že „Teleskopy <sic> musíme napriek tomu presunúť na obežnú dráhu. Atmosférický útlm je hrozný. “

Musk má obrovský profil v kozmickej komunite, takže jeho slová mohli presvedčiť niektorých, že medzi Starlinkom a astronómiou nie sú žiadne problémy. Musk je podnikateľ, nie vedec.

Musk nie je odborníkom v oblasti astronómie ani astronomického pozorovania. Je jeho vyhlásenie, že Starlink „bude mať ~ 0% dopad na pokrok v astronómii“, presné a informované?

Nezdá sa, že by si to mysleli traja autori nového dokumentu. Načrtávajú riziká, ktoré satelitné konštelácie predstavujú pre astronómiu, a nejde iba o to, či sú viditeľné v optickom svetle. Poukazujú na „nebezpečné následky vyplývajúce z týchto zmien v populácii malých satelitov. Je načrtnutá účelová stratégia pre naliehavý zásah na ochranu a ochranu každého astronomického pásma pozorovateľného zo zeme. “

„Bez pozemných pozorovaní by väčšina súčasnej vesmírnej astronómie bola zbytočná alebo nemožná.“

Z „OBMEDZENÍ O ASTRONOMICKÝCH POZORÁCH ZALOŽENÝCH NA OBCHODE: KROK NA OCHRANU ASTRONOMICKEJ OBYTY“

Autori na začiatku poukazujú na obrovský pokrok v porozumení, ktorý dosiahli pozemné pozorovania. „Po stáročia viedli pozemské astronomické pozorovania k výnimočnému pokroku v našom vedeckom chápaní zákonov prírody.“ Je ťažké sa s tým hádať.

V prvej časti príspevku sa hovorí o tom, ako vesmírna astronómia alebo vesmírne teleskopy prispeli k poznaniu. Poukazujú však na to, že pozemná a kozmická astronómia sa navzájom potrebujú a vytvárajú najlepšiu vedu, keď spolupracujú. „Bez pozemných pozorovaní by väčšina súčasnej vesmírnej astronómie bola zbytočná alebo nemožná.“

Dá sa s istotou povedať, že autori nesúhlasia s Muskovým výrokom, že „aj tak musíme pohybovať ďalekohľadmi <sic>. Atmosférický útlm je hrozný. “

Možno, že Musk nikdy nepočul o adaptívnej optike. Adaptívna optika umožňuje moderným pozemným teleskopom prekonať vplyv atmosféry na pozorovania. Pripravované ďalekohľady ako Európsky mimoriadne veľký ďalekohľad a Tridsať metrov ďalekohľad sú vybavené adaptívnou optikou v jadre ich dizajnu.

Autori tiež zdôrazňujú, čo by malo byť jasné každému, kto o tom premýšľa veľmi dlho: vesmírne teleskopy sú v porovnaní s pozemnou astronómiou nesmierne drahé. A riskantné.

Pokroky v technológii ďalekohľadov sa dosahujú tu na Zemi. Ich nasadenie je riskantnou súčasťou, ale technológie už boli testované a vyvinuté tu na Zemi. Ako autori tohto článku zdôrazňujú, testovanie a vývoj nových technológií ďalekohľadov nie je možné vo vesmíre.

„Hlavným obmedzením kozmických ďalekohľadov je to, že po spustení ich nemožno udržiavať, renovovať ani opravovať.“ Hubbleov teleskop je výnimkou a iné vesmírne teleskopy sa neudržiavali. Akonáhle sú hotové, hotovo.

„V porovnaní s pozemnými observatóriami je priemerná životnosť vesmírnych teleskopov rádovo niekoľko desaťročí. Naopak, pozemné observatóriá trvajú niekoľko desaťročí, s ďalekohľadmi inštalovanými na začiatku vesmírnej éry opäť ziskovým spôsobom. “ Stručne povedané, vesmírne teleskopy sa stávajú technologicky zastarané, zatiaľ čo ich pozemné náprotivky pokračujú v práci.

Vidíme to pomocou veľmi veľkého ďalekohľadu Európskeho južného observatória (ESO) (VLT). VLT je tvorený štyrmi primárnymi jednotkami a prvý videl prvé svetlo v roku 1998. V priebehu rokov bol niekoľkokrát upgradovaný, zakaždým zvyšoval svoje pozorovacie schopnosti. Dva z jeho nástrojov, SPHERE (prvé svetlo jún 2014) a ESPRESSO (prvé svetlo september 2016), sú navrhnuté na štúdium exoplanet, čo nebolo pri navrhovaní VLT dôležité. Ostatné nástroje, ako VISIR (VLT Imager a Spectrometer pre stredné infračervené žiarenie), boli inovované na štúdium exoplanet.

Vesmírne ďalekohľady sú tiež nákladné v porovnaní s pozemnými ďalekohľadmi. Vesmírny teleskop James Webb sa vyvíja už 20 rokov a bude nás stáť 10 miliárd dolárov. Budúca generácia pozemných ďalekohľadov, ako napríklad obrovský Magellanovský ďalekohľad a Európsky mimoriadne veľký ďalekohľad, však bude stáť asi 1 miliardu dolárov. A pravdepodobne prežijú JWST o desaťročia.

Nitrátovo drsná časť článku sa zaoberá skutočnými problémami, ktorým bude čeliť pozemná astronómia zo satelitných konštelácií. V niektorých elektromagnetických vlnových dĺžkach sú vesmírne teleskopy oveľa efektívnejšie ako pozemské teleskopy. Napríklad v ďalekej infračervenej oblasti veľa atmosféry blokuje. Ale to nehovorí celý príbeh.

V článku autori hovoria o degradácii oblohy. Táto degradácia nie je spôsobená iba svetelným znečistením na zemi, ale „je tiež dôsledkom kríženia umelých satelitných flotíl a zjazvujúcich pozorovaní s jasnými paralelnými pruhmi / stopami vo všetkých zemepisných šírkach.“

Starlink sám by chcel umiestniť na obežnú dráhu až 40 000 satelitov. Je to len jedna z niekoľkých spoločností, ktorá plánuje spustiť satelitné konštelácie. Nikto nevie, koľko bude nakoniec, ale je spravodlivé použiť na diskusiu 50 000 družíc.

"Astronómovia sú mimoriadne znepokojení možnosťou, že obloha videná zo Zeme môže byť zakrytá desiatkami tisíc satelitov, čo výrazne prevyšuje približne 9 000 hviezd, ktoré sú viditeľné ľudským okom bez pomoci," tvrdia autori. "Toto nie je nijaká ďalekosiahla hrozba: už sa to deje."

Traja astronómovia rozdelia všetky čísla pre rastúcu flotilu satelitov Zeme. Berúc do úvahy pozorovacie uhly, nadmorskú výšku a jas ich vedú k tomuto záveru: „Pri satelitoch s hmotnosťou 50 000 teda bude„ normálnosťou “obloha plná umelých predmetov: každý štvorcový stupeň oblohy bude mať v sebe plazivý satelit v celom rozsahu. pozorovanie noci prístupnej a viditeľnej astronomickými kamerami a nielen profesionálnymi prístrojmi. “

Podľa autorov bude toto všetko svetelné znečistenie vážnou ujmou pre astronomické pozorovanie. Uznávajú, že SpaceX experimentuje s jedným „tmavým“ satelitom, ktorý je čierny, aby sa znížila odrazivosť. Poukazujú však na to, že 75% povrchu satelitu sú solárne panely, ktoré samozrejme nemožno namaľovať. Poukazujú tiež na problémy s lakovaním satelitnej čiernej: „Ak bude satelitné telo potlačené, aby odrážalo slnečné svetlo, absorbuje príliš veľa žiarenia s možnými poruchami, pravdepodobne zvýši riadenie rizík pre celú flotilu a vytvorí tak tmavý poťahový roztok je neúčinný alebo dokonca kontraproduktívny. “

Potom je tu celý problém rádiového rušenia. "Dokonca aj pri najlepších postupoch nanášania a zmierňovania, ktoré znižujú vplyv na vizuálne astronomické pozorovania, je často vynechané alebo zabudnuté to, že telekomunikačné konštelácie budú žiariť v pásmach rádiových vlnových dĺžok, pozorovateľné zo zeme."

Od začiatku vesmírneho veku existujú desaťročia staré dohody, ktoré vyhradzujú určité rádiové frekvencie na určité účely. Frekvencie určitých atómov a molekúl v priestore sú vyhradené pre rádioastronómiu. Medzi ne patrí oxid uhoľnatý a jeho izotopy a H2O.

Rádio astronómovia už musia čeliť všetkým druhom rušenia. Podľa autorov sa to zhorší. „To, čo sa všeobecne neuznáva, je to, že vývoj telekomunikačných sietí najnovšej generácie (z vesmíru aj zo Zeme) už má výrazný vplyv na rádio astronomické pozorovania (vo všetkých čiastkových pásmach): so satelitnými flotilami LEO je úplne isté, že situácia by sa mohla stať neznesiteľnou. “

„Osoby patriace budúcim generáciám majú právo na nekontaminovanú a nepoškodenú Zem vrátane čistej oblohy;“

Všeobecná deklarácia ľudských práv UNESCO pre budúce generácie.

Potom je tu otázka zákonnosti a ktoré orgány môžu povoliť rozmiestnenie satelitných konštelácií.

Autori upriamujú našu pozornosť na vyhlásenie UNESCO z roku 1994 (Organizácia Spojených národov pre vzdelávanie, vedu a kultúru). Toto vyhlásenie hovorí: „Osoby patriace budúcim generáciám majú právo na nekontaminovanú a nepoškodenú Zem vrátane čistej oblohy; majú nárok na jeho pôžitok ako základ ľudskej histórie kultúry a sociálnych väzieb, vďaka ktorým je každá generácia a jednotlivec členom jednej ľudskej rodiny. “

V tom istom vyhlásení UNESCO sa tiež uvádza: „Svetové dedičstvo je tu vlastníctvom celého ľudstva, a hoci môžu existovať ochranné zákony, jeho presadzovanie je iná záležitosť, pretože iba štáty môžu žalovať iné štáty podľa tohto typu medzinárodnej zmluvy. Štát je zodpovedný za činnosti, ktoré sa vyskytujú v jeho jurisdikcii - či už sú povolené alebo neoprávnené. “

Traja astronómovia poukazujú na to, že keďže FCC a ďalšie orgány v Spojených štátoch udelili spoločnosti Starlink súhlas, môžu byť schopní Starlink tiež zastaviť. Podľa medzinárodného práva môžu byť dokonca povinní.

Spomínajú tiež Zmluvu o vesmíre a hovoria: „A právny proces spočíva v tom, že štátna vláda, tentokrát vláda USA, je právne zodpovedná za všetky objekty vysielané do vesmíru, ktoré sa vypúšťajú z hraníc USA. To znamená, že vláda USA je zodpovedná za škody spôsobené jej korporáciou Starlink, odosielaním predmetov na obežnú dráhu, ktoré spôsobujú škodu. “

Dokument sa chýli ku koncu a poukazuje na možné právne kroky, ktoré by medzinárodné spoločenstvo mohlo podniknúť s cieľom zastaviť satelitné konštelácie.

Mohli by žalovať FCC, pretože pri ich schvaľovaní nezohľadňovali ľahké znečistenie, čo je v rozpore so zákonom o národnej environmentálnej politike. Tento zákon vyžaduje, aby každá federálna agentúra zvážila vplyv projektov, ktoré schvália, na životné prostredie. Autori tvrdia, že FCC primerane nezohľadnil znečistenie svetlom Starlink.

Medzinárodné spoločenstvo pre astronómiu by sa mohlo „domáhať konania na súde pre nedostatok jurisdikcie a jurisprudencie US FCC na autorizáciu súkromných, nie geostacionárnych satelitov nad inými štátmi a krajinami“. Toto spochybňuje právo FCC dokonca autorizovať satelitné konštelácie, ktoré cestujú po iných krajinách.

Potom je tu Medzinárodný súdny dvor (ICJ). Traja autori tvrdia, že medzinárodné spoločenstvo by mohlo žalovať vládu USA v ICJ „… aby odložila ďalšie spustenie Starlink na vyčíslenie straty verejných financií pri poškodení národných a medzinárodných astronomických projektov.“

Medzinárodné spoločenstvo pre astronómiu začalo petíciu v januári 2020. Komunita chce, aby sa Starlink a ďalšie zúčastnili, chcú pre astronomické pozorovanie zaviesť právnu ochranu a chcú obmedziť počet satelitných konštelácií na minimum.

„Všetky tieto žiadosti pochádzajú z úprimného záujmu vedcov, ktorý hrozí, že nebude mať prístup k úplným poznatkom o vesmíre a strate nehmotného majetku, ktorý má pre ľudstvo nesmiernu hodnotu,“ tvrdia autori.

Postupom času sa vesmír stáva viac legálnym morom. Nie je jasné, ktoré druhy činností budú povolené. Pred desiatkami rokov, blízko začiatku kozmického veku, sa zaviedli zákony a dohody, ktoré udržiavajú veci pod kontrolou.

Nikto však nepredvídal nič ako satelitné konštelácie a právny rámec, ktorým sa riadi vesmír, sa pravdepodobne dostane pod veľký tlak.

Viac:

• Výskumná kniha: Obavy z pozemných astronomických pozorovaní: Krok k ochrane astronomického neba
• Wikipedia: Starlink
• Americká astronomická spoločnosť: Vyhlásenie o pozícii v satelitných konšteláciách