Как показали симуляции канадских астрономов, созвездия, состоящие из искусственных спутников, вскоре могут стать реальностью.
Когда кто-то упоминает о проблеме с наблюдением за ночным небом, обычно в первую очередь приходит на ум световое загрязнение. Теоретически, покидая город безоблачной ночью, можно увидеть чистое небо, полное звезд. Теоретически, потому что на практике загрязнение орбиты вокруг Земли настолько велико, что через несколько лет вы спросите себя: я смотрю Вегу или спутник Илона Маска?
Проблема, которую вы видите
Проблема космического мусора такая же старая, как самый первый советский спутник «Спутник-1», запущенный в 1957 году. Но в прошлом количество спутников было намного меньше, потому что они использовались в основном для исследовательских целей, а запуск аппаратов на орбиту был сложным и невероятно дорогим. Однако возвращать спутники на Землю невыгодно, а оставление их на орбите практически не имеет последствий. Проблема загрязнения орбиты Земли всегда оставалась вне сферы интересов миллиардов людей, потому что их это просто не волновала. Мусор не видно, а попадая в атмосферу Земли, он сгорает еще до того, как достигнет поверхности, в худшем случае падает куда-то в океан или в леса сибирской тайги. Реального космического мусора недостаточно, чтобы его увидеть, да и не хватает пока искусственных спутников, чтобы они реально могли негативно повлиять на наблюдения.
Когда невооруженный оптикой наблюдатель стоит ночью под безоблачным небом, он увидит около двух тысяч звезд. В настоящее время, ища звезду Алудру в Большой Медведице, он увидит один или максимум несколько спутников из более чем 6542 космический аппаратов, находящихся на орбите.
Согласно результатам моделирования, проведенного канадскими учеными, скоро - с учетом темпов, с которыми мы запускаем новые спутники на орбиту вокруг Земли - невооруженным глазом среди 2000 звезд можно будет увидеть 133 спутника. А на некоторых широтах даже 160.
65 тысяч спутников
Результаты компьютерного моделирования Саманты Лоулер, Ханно Рейн и Аарона Боули были впервые опубликованы в сентябре 2021 года в журнале Американского астрономического общества. Для создания прогноза оптической яркости используются данные об объектах, находящихся в настоящее время на орбите, из базы данных ООН, заявки, представленные в Федеральную комиссию по связи (Starlink, OneWeb и Kuiper) и Международный союз электросвязи (StarNet / GW), которые содержат прогнозируемые положения более 65 тысяч спутников, планирующихся к выводу на орбиту в ближайшие 4 года.
Моделирование яркости и количества спутников за ночь на 50° 00' северной широты во время летнего солнцестояния
Эффекты моделирования не оптимистичны - в зависимости от широты, точки отклонения Солнца от экватора (сезона) и времени суток прогнозируемая доля спутников в ночном небе колеблется от 6 до даже 9%.
Из-за количества переменных и ограниченной возможности включения всех визуализаций в научную публикацию канадские ученые предоставили имитатор, который позволяет вводить собственные данные вместе с исходным кодом.
Цена технического прогресса
В резюме статьи «Прогнозы видимости спутниковых мегасозвездий в ближайшем будущем: широты около 50° испытают наихудшее световое загрязнение» астрономы перечисляют величайшие угрозы, которые - с точки зрения исследования - возникают (или фактически уже вызваны) последовательным увеличением количество спутников на орбите вокруг Земли:
Наиболее очевидным влиянием спутников на оптические астрономические исследования является загрязнение наблюдений следами, оставленными спутниками, которые появляются на фотографиях в виде линий, пересекающих все поле зрения в исследовательских процессах или астрономических наблюдениях [...]Астрономы разрабатывают алгоритмы для обработки этих полос - автоматического определения, описания и удаления их с фотографий. Эти алгоритмы помогут смягчить некоторые негативные последствия присутствия спутников на орбите вокруг Земли, но не позволят вам восстановить то, что уже было потеряно [...]Даже если спутники не освещены Солнцем, они все равно могут мешать астрономическим наблюдениям. Спутники слишком быстры, чтобы вызвать заметное изменение, например, в наблюдениях за движением экзопланет. Но в высокочастотных экспериментах с маленькими телами спутники могут быть потенциальным источником помех. […]
В загрязнении орбиты и искажении астрономических наблюдений нет ничего нового. Но только в последние годы проблема начала обостряться до беспрецедентных масштабов из-за планов частных компаний позволить себе проекты мегагруппировок, которые были для них недоступны много лет назад. Затраты на создание спутникового созвездия на орбите вокруг Земли широко обсуждались еще в 2019 году, когда были запущены первые спутники Starlink, в СМИ и в астрофизических кругах.
Созвездия спутников - неизбежное зло
Сколько бы обращений ни поступало в Amazon, SpaceX, OneWebu, StarNet или любую другую компанию, спутники не могут быть удалены с околоземной орбиты. Навигационные, телекоммуникационные и метеорологические спутники - без них современный мир просто не сможет функционировать.
В настоящее время существуют реальные планы по снижению негативных последствий присутствия тысяч спутников в космическом пространстве Земли - использование материалов, уменьшающих отражение света, уменьшение количества запускаемых спутников и корректировка их активности и положения. Однако это лишь половинчатые меры, поскольку они могут повлечь за собой более высокие затраты (и это потенциально может противоречить заманчивой идее Илона Маска о предоставлении доступа в Интернет всем жителям мира).
Прогресс в области технологий за последние 70 лет был поразительным, Интернет - величайшее изобретение со времен печати, но наша орбита - это мусорная корзина. Мусорный бак, который нельзя убрать. И хотя проект всеобщего доступа к Интернету и другие достижения цивилизации для каждого жителя земного шара - прекрасные идеи, необходимо ответить на вопрос, не стоят ли они слишком дорого для фундаментальной науки?