Американская компания SpaceX планирует вывести на околоземную орбиту 42 тысячи телекоммуникационных спутников. Международная группа астрономов под руководством доктора Пшемыслава Мроза из Астрономической обсерватории Варшавского университета изучила, как растущее число спутников повлияет на проведение астрономических наблюдений с поверхности Земли.
Уже несколько лет американская компания SpaceX выводит на околоземную орбиту все больше телекоммуникационных спутников под названием Starlink. В настоящее время сеть Starlink состоит из почти 1800 спутников, вращающихся на высоте 550 километров над поверхностью Земли, и в конечном итоге должна состоять из целых 42 000 аппаратов. Проект SpaceX вызывает большие споры в научном сообществе, среди прочего: многие астрономы обеспокоены тем, что спутники, которые выглядят как длинные полосы на телескопических изображениях, могут препятствовать или даже препятствовать астрономическим наблюдениям с поверхности Земли.
Чтобы изучить влияние спутников Starlink на космические наблюдения, международная группа ученых во главе с доктором Дж Пшемыславом Мрозом из Астрономической обсерватории Варшавского университета проанализировал архивные изображения неба, сделанные в рамках обзора неба Zwicky Transient Facility (ZTF), проекта, реализованного с использованием телескопа американской Паломарской обсерватории в Калифорнии. Проект ZTF регулярно (каждые два дня) делает снимки всего доступного неба в поисках космических объектов, меняющих яркость, движущихся или иным образом изменяющихся во времени. К ним относятся околоземные астероиды и вспышки сверхновых.
Результаты исследования были опубликованы в январском номере престижного журнала Astrophysical Journal Letters, издаваемого Американским астрономическим обществом. Данные, собранные ZTF в период с ноября 2019 года по сентябрь 2021 года, позволили обнаружить 5 301 полосу, вызванную спутниками Starlink. Большинство из них были обнаружены на снимках, сделанных в сумерках или на рассвете, то есть сразу после заката или перед восходом Солнца, когда солнечный свет отражается от поверхности спутников. Наблюдения, проводимые в сумерках или на рассвете, чрезвычайно важны для выявления потенциального риска — обнаружения астероидов, которые могут приближаться к Земле и находятся в небе вблизи Солнца. На сегодняшний день в рамках проекта ZTF обнаружено более десятка таких объектов, в том числе 2020 AV2, первый астероид, вращающийся внутри орбиты Венеры.
В 2019 году мы наблюдали следы от спутников Starlink всего 0,5% всех снимков, сделанных в сумерках или на рассвете. Сейчас это почти 20%, - говорит д-р Мроз.
По оценкам ученых, в будущем, когда сеть Starlink будет состоять примерно из 10 000 спутников (эту цель SpaceX надеется достичь к 2027 году), по крайней мере одна полоса будет видна практически на всех изображениях, сделанных в сумерках или на рассвете. Наблюдения, сделанные в течение остальной части ночи, менее подвержены влиянию спутников Starlink, которые затем прячутся в тени Земли, говорит доктор Мроз. Однако нельзя исключать, что в будущем другие компании будут размещать свои спутники на более высоких орбитах, где они могут быть видны всю ночь.
Несмотря на увеличение числа наблюдаемых спутников, исследования показывают, что проекты, проводимые обзором ZTF, еще не пострадали существенно. Соавтор Том Принс, профессор физики Калифорнийского технологического института, отмечает, что одна полоса занимает менее 0,1% всего изображения неба ZTF. Мы можем не заметить астероид или другой объект за следом спутника, но по сравнению с другими факторами, такими как плохая погода, это совсем малое влияние. С другой стороны, растущее количество спутников усложняет анализ данных и требует создания специального программного обеспечения для смягчения негативного влияния космических аппаратов на астрономические наблюдения.
Ученые также проверили, как специальные экраны, разработанные SpaceX и устанавливаемые на их спутники с 2020 года для предотвращения отражения света, влияют на яркость полос на изображениях неба. Согласно исследованиям, щиты делают спутники почти в пять раз тусклее и светят с величиной около 6,8 (самые яркие звезды на небе имеют звездную величину около 1, а самые слабые звезды, видимые невооруженным глазом, имеют звездную величину около 6). Однако спутники Starlink все еще слишком яркие, чтобы соответствовать требованиям семинара Satellite Constellations 1 (SATCON1), прошедшего в 2020 году, где ученые и представители космических компаний обсудили влияние группировок спутников на астрономические исследования и окружающую среду. Специалисты тогда предложили, чтобы все спутники, запускаемые на орбиту вокруг Земли, должны быть слабее 7-й звездной величины, что значительно уменьшило бы их негативное влияние на астрономические наблюдения.
Авторы исследования подчеркивают, что в основном выводы относятся к относительно небольшим телескопам, таким как телескоп ZTF, с диаметром зеркала 1 м. Наблюдения, сделанные с помощью более крупных и чувствительных телескопов, таких как телескоп им. Веры Рубин (LSST), диаметром более 8 м (в настоящее время строится в Чили) может гораздо больше пострадать от спутниковых шлейфов. Обсерватория Вера Рубин будет сканировать все доступное небо на наличие переменных и движущихся объектов, в том числе околоземных астероидов.
