Найти тему
AstroGeorge

Исследование: околоземные спутники делают ночное небо ярче. Можно ли решить проблему?

Небо может быть засвечено не только от городов. Сейчас об этом мало кто думает, но увеличение числа спутников на околоземной орбите делает ночное небо чуть более ярким. В мире растёт беспокойство по поводу увеличения числа спутников и, как следствие, космического мусора, обращающегося вокруг Земли. Одних только спутников "Старлинк" запускается 60 штук примерно каждые две недели.

Треки спутников Starlink над Бразилией, снятые с экспозицией, 10 декабря 2019 года. В правом верхнем углу камера одновременно запечатлела яркий метеор. (Egon Filter/CC BY-SA 4.0)
Треки спутников Starlink над Бразилией, снятые с экспозицией, 10 декабря 2019 года. В правом верхнем углу камера одновременно запечатлела яркий метеор. (Egon Filter/CC BY-SA 4.0)

Число орбитальных спутников и объектов околоземного космического мусора растёт в геометрической прогрессии. Мало того, что эти "искусственные звёзды" грозят изменить вид ночного неба, дак ещё свет, который они отражают, значительно увеличивает яркость неба. По состоянию на 1 января 2021 года на орбите находилось 3372 действующих спутника, объектов космического мусора - на порядок больше.

Южное полярное сияние над Антарктидой с борта МКС и "поезд" из 16 спутников Starlink над Южным океаном у берегов Антарктиды. (НАСА)
Южное полярное сияние над Антарктидой с борта МКС и "поезд" из 16 спутников Starlink над Южным океаном у берегов Антарктиды. (НАСА)

В основном рост числа спутников происходит за счёт SpaceX, американской частной космической компании. С мая 2019 года частный бизнес вывел на орбиту более 1320 спутников Starlink с целью предоставления услуг высокоскоростного интернета по всей планете. Когда "мега-созвездие" спутников будет завершено в 2027 году, это число увеличится до 12 000. Сейчас идёт в процесс получения разрешения на дополнительные 30 000 "Старлинков", которые ещё больше расширят сервис.

Эта 333-секундная экспозиция, сделанная в прошлом году камерой тёмной энергии Межамериканской обсерватории Серро Тололо, показывает 19 полос, приписываемых спутникам Starlink, проходящим через поле зрения камеры вскоре после запуска. (Национальная оптико-инфракрасная астрономическая исследовательская лаборатория NSF/NSF/AURA/CTIO/DELVE)
Эта 333-секундная экспозиция, сделанная в прошлом году камерой тёмной энергии Межамериканской обсерватории Серро Тололо, показывает 19 полос, приписываемых спутникам Starlink, проходящим через поле зрения камеры вскоре после запуска. (Национальная оптико-инфракрасная астрономическая исследовательская лаборатория NSF/NSF/AURA/CTIO/DELVE)

К своей чести, компания работала с астрономами, чтобы уменьшить альбедо спутников, хотя и с небольшим успехом. Многие из них ещё слабо видны невооружённым глазом. И если они видны невооружённым глазом, то представьте, какую неприятность они причиняют астрономам, пытающимся накопить свет от тусклых и далёких галактик. Для глаз они приходят и уходят, но на снимках с длительной выдержкой каждый спутник оставляет след.

Естественное свечение воздуха — бледно — розовые и зелёные полосы на фото видно только под самым тёмным небом. Молекулы в верхних слоях атмосферы поглощают ультрафиолетовый свет солнца в течение дня, а затем высвобождают эту энергию в виде слабых полос зелёного, красного и жёлтого света ночью. (Боб Кинг)
Естественное свечение воздуха — бледно — розовые и зелёные полосы на фото видно только под самым тёмным небом. Молекулы в верхних слоях атмосферы поглощают ультрафиолетовый свет солнца в течение дня, а затем высвобождают эту энергию в виде слабых полос зелёного, красного и жёлтого света ночью. (Боб Кинг)

Новый отчёт учёных из Словакии, Испании и США показывает, что объекты, обращающиеся вокруг Земли, увеличивают яркость ночного неба по крайней мере на 10% по сравнению с естественной яркостью ночного неба. Спутники слегка подсвечивают небо за счёт солнечного света, который они отражают и рассеивают. Эта яркость превышает порог, принятый астрономами в 1979 году для определения степени светового загрязнения.

Снимок с длинной экспозицией, показывающий следы, оставленные спутниками SpaceX Starlink. 20 апреля 2020 года,Берлин, Германия. (Andreas Möller/CC BY-SA 4.0)
Снимок с длинной экспозицией, показывающий следы, оставленные спутниками SpaceX Starlink. 20 апреля 2020 года,Берлин, Германия. (Andreas Möller/CC BY-SA 4.0)

Результат удивил и доктора Мирослава Коцифая (словацкая Академия наук и Университет Коменского), который руководил исследованием. Коцифай предположил, что спутники будут вносить лишь незначительный вклад в яркость неба. Но когда группа учёных смоделировала, сколько света отражают действующие спутники и околоземный космический мусор, учитывая известные размеры и яркость объектов, они обнаружили обратное. К сожалению, по мере того, как число орбитальных аппаратов растёт, будет увеличиваться и степень искусственного свечения неба.

В то время, как более яркие спутники видны как искусственные "звёзды", которые движутся по небосводу, есть множество более слабых объектов, которые мы не можем непосредственно видеть, но они создают слабое рассеянное ночное освещение. В отличие от локальных световых загрязнителей, таких как торговый центр или новый жилой комплекс, свечение от спутников добавляет яркости неба на большей части Земли. Помимо светового загрязнения резкий рост количества спутников увеличивает вероятность столкновений, что способствовало бы ещё большему загрязнению околоземного пространства и повышению яркости неба.

График, показывающий количество искусственных объектов на околоземной орбите, официально каталогизированных американской сетью космического наблюдения по состоянию на 2019 год. Резкий рост в 2007 году произошёл после того, как Китай намеренно уничтожил один из своих устаревших метеорологических спутников во время противоспутниковых испытаний 2007 года, в 2009 году - в результате столкновения спутников Космос-2251 и Iridium 33 (управление программы космического мусора НАСА)
График, показывающий количество искусственных объектов на околоземной орбите, официально каталогизированных американской сетью космического наблюдения по состоянию на 2019 год. Резкий рост в 2007 году произошёл после того, как Китай намеренно уничтожил один из своих устаревших метеорологических спутников во время противоспутниковых испытаний 2007 года, в 2009 году - в результате столкновения спутников Космос-2251 и Iridium 33 (управление программы космического мусора НАСА)

Что же делать с "загрязнением" неба спутниками? Проблему надо решать на международном уровне, привлекая к ней все "космические" страны, прежде всего США. Ведь проблема загрязнения околоземного пространства актуальна не только для астрономов, но и для будущих космических запусков, ведь если количество космического мусора будет расти, произойдёт синдром Кесслера и выход в космос для человечества будет закрыт. Также важна разработка стандартов для нынешних и будущих спутниковых группировок. Ограничения должны быть установлены, например, на размер, альбедо (отражательную способность) и, возможно, на количество, прежде чем будет слишком поздно. Также надо решать проблему утилизации космического мусора, особенно на высоких орбитах. В противном случае под угрозой окажутся не только наземные астрономические исследования, но и будущие космические запуски.

Источник

Наука
7 млн интересуются