;
Кейсы 11 декабря 2019

Как спутники связи от Илона Маска помешают астрономам наблюдать за астероидами

Далее

В 2020 году в Чили откроется Большой синоптический телескоп (LSST) — флагманская обсерватория, которая сможет получать беспрецедентно четкие снимки ночного неба и искать потенциально опасные для Земли астероиды. Проект строился в течение пяти лет и стоит $1,3 млрд — но он может оказаться практически бесполезным из-за светового загрязнения от нескольких тысяч спутников для раздачи интернета от SpaceX, Amazon, OneWeb и других компаний. Если сейчас на околоземной орбите находится около 5 тыс. аппаратов, то с запуском спутников трех перечисленных компаний их число вырастет до 52 тыс. — то есть более, чем в 10 раз. Это сделает астрономические наблюдения практически невозможными, потому что спутники связи от Маска забликуют всё ночное небо. «Хайтек» рассказывает, что думают астрономы о запуске такого количества спутников (спойлер — они очень недовольны), как компании пытаются найти с ними общий язык и по каким видам наблюдений световое загрязнение от аппаратов ударит сильнее всего.

Что это за проекты — SpaceX, Amazon и OneWeb?

В 2015 году глава компании Илон Маск объявил о планах запустить глобальный проект по раздаче спутникового интернета Starlink. В мае 2019 года компания запустила на орбиту 60 спутников — они стали первыми из группировки в почти 12 тыс. аппаратов, которые расположатся на околоземной орбите.

Запуск спутников Starlink

Спутники займут высоты от 349 до 1 190 км, а интернет, раздаваемый с них, будет работать в 40 раз быстрее, чем у любого оператора на Земле.

В октябре SpaceX получила от Международного союза электросвязи и Федеральной комиссии связи США разрешения на запуск еще 30 тыс. спутников — таким образом, общее число планируемых к запуску аппаратов выросло до 42 тыс. Только до конца 2019 года Starlink планирует вывести на орбиту 720 спутников.

Спутники SpaceX

Каждый спутник весит примерно 225 кг — его питание осуществляется от солнечной батареи. Аппараты будут связываться друг с другом через оптическую и радиосвязь, а их управление будет осуществляться через пользовательский терминал на Земле. Аппараты оборудованы системой ухода от столкновений, а после завершения срока службы они практически полностью сгорят в атмосфере Земли.

Запустить на орбиту спутники для раздачи интернета планирует и OneWeb — согласно планам компании, 700 аппаратов будут находиться на низкой околоземной орбите на высоте от 800 до 950 км над поверхностью Земли. Спутники разработаны концерном Airbus — каждый из них весит 147 кг, оборудован двумя солнечными батареями и плазменной двигательной установкой. Шесть спутников уже выведены на орбиту в феврале 2019 года, еще 30 будут запущены до конца года.

Спутник OneWeb

Третий крупный проект в этой области — Kuiper от Amazon. Он предполагает запуск на околоземную орбиту 3 236 спутников: 784 аппарата будут находиться на высоте 590 км над поверхностью Земли, 1 296 поднимутся на 610 км, а оставшиеся 1 156 спутников будут расположены на отметке в 630 км.

Спутники Amazon должны обеспечить покрытие интернетом территории в диапазоне широт от 56° северной широты до 56° южной широты. На этой территории живет более 95% населения планеты. При этом компания пока не запустила ни одного спутника — все аппараты находятся на стадии проектирования.

На орбите так много спутников — как помешают новые?

Как минимум, новых спутников будет очень много. Сейчас на низкой околоземной орбите находится около 5 тыс. аппаратов — если SpaceX, Amazon и OneWeb запустят все обещанные спутники, их общее число достигнет 52 тыс., то есть вырастет более чем в десять раз.

Каждый спутник обладает яркостью — для аппаратов Starlink этот показатель изначально оценивался в две звездные величины (то есть чуть меньше, чем яркость полярной звезды). Затем астрономы уточнили оценку — аппараты будут светиться на 5-7 величин.

Световое загрязнение от спутников Starlink

Помимо постоянной излучения света, спутники могут время от времени «вспыхивать» — с аппаратами «Иридиум» это происходит, когда солнечный свет попадает на их батареи. В эти моменты объекты при наблюдениях с Земли будут столь же яркими, как Венера или Юпитер. Другими словами, в моменты вспышек спутники Starlink будут видны невооруженным глазом из мест с низким световым загрязнением.

Профессор астрономии из Мичиганского университета Патрик Зейтцер подсчитал, что спутники будут ярче всего в сумерках — это затруднит наблюдения за потенциально опасными астероидами и другими объектами в Солнечной системе, которые лучше всего видны именно в это время.

Еще одна проблема — для связи и раздачи интернета спутники будут использовать радиочастоты, близкие к тем, что используют астрономы при наблюдениях с помощью наземных радиотелескопов. Помехи, которые могут возникнуть во время наблюдений, сильно затруднят научную работу, а в некоторых случаях сделают ее бесполезной.

Кому именно помешают спутники?

Главные опасения астрономы связаны с работой Большого синоптического телескопа (LSST). Ученые, связанные с проектом, создали модель светового загрязнения, которое создаст запуск 50 тыс. спутников в течение следующих 10 лет. Исследование показало, что каждое изображение, полученное телескопом, будет испорчено хотя бы одной яркой полосой, создаваемой спутником. На каждом втором снимке будут видны полосы от трех-четырех аппаратов.

Проект телескопа LSST

Строительство Большого синоптического телескопа ведется на вершине горы Серо-Пачон в Чили с 2015 года. Обсерватория построена по схеме Пауля-Бейкера — восьмиметровое зеркало позволит вести наблюдения диаметром 3,5 градуса и площадью 9,6 квадратного градуса. Для сравнения, Солнце и Луна, видимые с Земли, имеют диаметр 0,5 градуса, а площадь — 0,2 квадратных градуса.

Телескоп займется поисками следов темной материи и темной энергии, картографированием малых тел Солнечной системы, поиском потенциально опасных для Земли астероидов, а также созданием подробной карты Млечного пути.


LSST пострадает от светового загрязнения сильнее других наземных телескопов, поскольку в его задачи входит наблюдение всего ночного неба несколько раз в неделю. За один шаг обсерватория делает снимок квадрата площадью около 40 лун на ночном небе — за 30 лет наблюдений астрономы рассчитывают охватить территорию площадью в 40 миллиардов Лун.

В ходе исследования ученые из миссии телескопа с помощью обработки изображения пытались удалить полосу, уже оставленную на снимке одним из спутником SpaceX — на это ушел месяц. Если тратить столько времени на ретушь изображений, то на научные исследования его не останется, заключают авторы работы.

Полосы от бликов со спутников на снимке ночного неба

От большого количества спутников на околоземной орбите пострадают и подавляющее большинство наземных телескопов — в первую очередь, самый большой радиотелескоп FAST. Дело в том, что наблюдения в радиоспектре ведутся на длинных волнах — они же используются для спутниковой связи.

Как реагируют компании?

Пока на претензии астрономов ответил только глава SpaceX Илон Маск — он пообещал, что компания постарается сделать детали спутников более темными, чтобы снизить их отражающие свойства.

В компании добавили, что делятся информацией о положении своих спутников в военном каталоге США и ведут переговоры с астрономами по всему миру, чтобы оценить последствия и стратегии их смягчения. SpaceX готова изменить орбиты спутников, чтобы избежать их пролета над районами наблюдений, говорится в сообщении компании.

Однако астрономы полагают, что эти меры вряд ли помогут — в первую очередь, из-за бликов на солнечных батареях спутников. Тем не менее, Научный комитет по радиочастотам США (CORF) сейчас занимается разработкой договора со SpaceX, который, вероятно, позволит уравновесить интересы науки и телекоммуникационного проекта.

Другие компании, такие как OneWeb, Amazon, Samsung и TeleSat, пока не участвуют в диалоге с научным сообществом.

Загрузка...