Как спутниковый интернет Илона Маска мешает астрономам и что с этим делать
SpaceX хочет обеспечить планету интернетом при помощи мегасозвездия спутников Starlink. Но у благого начинания есть и обратная сторона. Система больно ударит по астрономам всего мира. Как именно, и что SpaceX может сделать, чтобы смягчить удар, рассказывается в материале Forbes
Во всех сферах бизнеса или промышленности всегда предполагалось, что если что-то не запрещено законом, значит это разрешено. Если никакие правила не оберегают тот или иной ресурс, его можно использовать в любых количествах для достижения собственных целей. И порой такая свобода действий причиняет вред тем, кто зависит от этих самых ресурсов.
Для астрономов чрезвычайно важно темное ясное ночное небо: окно человечества во Вселенную. Традиционно его врагами были турбулентный воздух, облачный покров и искусственное световое загрязнение. Но совсем недавно экзистенциальной угрозой для астрономии стал новый тип загрязнения: мегасозвездия спутников, вроде Starlink - нового детища SpaceX и Илона Маска. Проект только стартовал, но если он будет развиваться в том же направлении, которого придерживается сейчас, у него есть шансы покончить с наземной астрономией, какой мы ее знаем.
Опознанный мешающий объект
По плану SpaceX, первоначально на орбите разместится 12000 спутников для раздачи интернета, но в итоге их численность должна достичь 42000. По состоянию на 20 ноября 2019 года компания запустила только 122 аппарата, но они уже оказали пагубное влияние на астрономию в глобальном масштабе.
На самом темном небе с земли человеческий глаз видит приблизительно 9000 звезд. Однако первые 122 спутника, запущенные Starlink, не только ярче большинства этих звезд, но и быстро движутся по небу, оставляя следы, загрязняющие данные астрономов.
Если бы эти аппараты были тусклыми, малочисленными или медленными, это не было бы большой проблемой. Можно было бы просто исключить все кадры (или даже отдельные пиксели), полученные в ходе наблюдений, на которых небо пересекают ненужные объекты. Но когда ярких и быстрых объектов много, особенно если нужно проследить изменения в серии снимков, куда больше работы уходит в корзину.
18 ноября 2019-го группа из 19 спутников Starlink в течение более 5 минут проходила над Межамериканской обсерваторией Серро-Тололо в Чили и сильно повлияла на результаты работы широкоугольного прибора DECam.
Это всего 0,3% от общего числа спутников Starlink, которые SpaceX хочет запустить, но последствия, которые проявятся позже, очевидны: широкоугольные астрономические наблюдения, нацеленные на поиск тусклых объектов, будут сильно затруднены. Усреднение по кадрам использовать нежелательно, поскольку в этом случае ученые не могут анализировать естественную изменчивость объекта - еще одна важная научная цель. Поскольку спутники Starlink автономно корректируют свои орбиты и интенсивно используют радиодиапазон, невозможно спланировать наземные наблюдения так, чтобы избежать их.
Хотя компания SpaceX и Илон Маск ранее выступали с заявлениями, что спутники будут оказывать минимальное влияние на астрономию, а Starlink предоставит возможность корректировать ориентацию по требованию для астрономических экспериментов, по состоянию на 20 ноября 2019 года это не выполняется.
Минимальный ущерб
Предыдущие скопления спутников, например, чрезвычайно успешное созвездие Iridium, двигались по четко определенным и предсказуемым орбитам, были малочисленны и ярко светились, только отражая солнечный свет в определенном положении. Но аппараты Starlink других аналогичных будущих систем (например, Kuiper Systems и OneWeb), станут совершенно новой помехой для наземной астрономии.
По словам Сиза Басса из Нидерландского института радиоастрономии, из каждой обсерватории на Земле в любой момент времени будет видно до 140 таких спутников. Однако эти проблемы можно преодолеть, если компании, стоящие за будущими созвездиями, решат предпринять всего несколько простых шагов. Вот, что они могут сделать, чтобы не наносить ущерба астрономии.
Во-первых, нужно убрать с орбиты текущую партию спутников Starlink и наложить мораторий на запуск новых, пока не будут произведены необходимые модификации. Сейчас, когда они находятся на высоте 280 км, где видны невооруженным глазом, их можно легко и безопасно вывести с орбиты. Но после подъема на рабочую высоту в 550 км они станут постоянной проблемой. Кроме того, они останутся видимыми для всех биноклей и телескопов - наиболее важных инструментов астронома.
Во-вторых, нужно либо изменить конструкцию, либо нанести на спутники специальное покрытие, чтобы значительно уменьшить их отражательную способность. Часть проблемы с этими аппаратами заключается в их размерах и отражающих способностях. Но этого можно избежать. Например, за счет изменения конструкции, при которой ориентация спутников сможет меняться, минимизируя влияние на астрономию. Еще один вариант - покрыть спутники очень темным внешним слоем с низким альбедо, что позволит значительно уменьшить загрязняющий эффект созвездия для ученых.
В-третьих, необходимо в режиме реального времени предоставлять обсерваториям по всему миру планы траекторий, прогнозы и информацию о корректировке для каждого спутника. Ведь если пути аппаратов будут известны, чего о них не скажешь сейчас, то астрономы смогут планировать свои наблюдения, эффективно использовать каждую минуту хорошей видимости и таким образом сводить к минимуму негативный эффект искусственных созвездий. Чтобы это стало возможным, нужно создать глобальную систему, которая позволит следить за прогнозируемым движением спутников в режиме реального времени. При этом она должна постоянно обновляться, чтобы можно было учитывать все маневры и корректировки курса, произведенные аппаратами.
Наконец, нужно обеспечить финансирование, чтобы помочь астрономам в разработке аппаратных и программных решений, которые позволят им сократить влияние нового вида загрязнения. Наивно полагать, что Starlink или любой другой спутниковый проект никак не повлияют на астрономию, а значит, справедливо потребовать от них вложений в усилия ученых по смягчению последствий.
В настоящее время Договор о космосе запрещает только военное использование космоса; все мирные инициативы разрешены. Нет никаких последствий за ущерб, нанесенный ночному небу, и никаких нормативных актов о его загрязнении. Так что если спутник зарегистрирован и не сталкивается ни с чем на орбите или с Землей, то и юридическую ответственность нести не за что.
Астрономическое сообщество может попробовать добиться принятия законов, защищающих ночное небо, или надеяться, что космическая отрасль сама проявит инициативу. Действуя альтруистично, компании, вроде SpaceX, Kuiper Systems и OneWeb могли бы зарекомендовать себя, как достойные лидеры молодого рынка. В противном случае страшно вступать в эпоху, когда будущее одной из древнейших наук человечества зависит от этических принципов нескольких стремящихся к прибыли компаний.
