В течение следующего десятилетия количество видимых объектов на ночном небе значительно увеличится: спутниковые группировки стремительно расширяются. Несмотря на признание очевидной выгоды от их использования, это создает серьезные трудности для астрономических исследований. Ученые вновь обратили внимание на эту проблему, продемонстрировав, как аппараты, подобные Starlink, затрудняют работу даже космических телескопов, и внесли предложения по минимизации негативного воздействия. К сожалению, не все организации готовы реально внедрять эти рекомендации.
Издание Forbes опубликовало объемную колонку астрофизика Итана Сигеля (Ethan Siegel), который описал сформировавшийся в среде астрономов консенсус по поводу растущих спутниковых группировок на орбите Земли. Пока идет развертывание аппаратов Starlink и OneWeb, но совсем скоро к ним присоединятся как минимум спутники Kuiper от Amazon. Да и общее количество объектов на орбите к 2030 году может превысить 10 тысяч.
В прошлом году астрономы провели ряд встреч, конференций и других мероприятий, посвященных итогам первых месяцев работы в изменившихся условиях. При этом речь шла не только о переходе на удаленную работу: с 2019 года телескопы начали сталкиваться с возросшим уровнем помех от спутников, связанных с началом развертывания Starlink.
Семинары SATCON1 и Dark and Quiet Skies («Темные и спокойные небеса») оказались наиболее результативными. Первый семинар был организован Национальным научным фондом США (NSF), Национальным центром США по наземной, ночной оптической и инфракрасной астрономии (NOIRLab) и Американским астрономическим обществом (AAS); второй — Международным астрономическим союзом (IAU), ООН и Международным астрономическим центром IAC.
В результате совместной работы ученые сформулировали ключевые рекомендации, которые следует учитывать при проектировании спутников. Эти рекомендации сводятся к двум основным положениям: высота орбиты не должна превышать 550-600 километров, а звездная величина при наблюдении с Земли должна быть не выше +7 (чем меньше величина, тем лучше). Это соответствует яркости самых тусклых звезд, видимых без телескопа. Чем выше находится спутник, тем дольше он остается в поле видимости и медленнее перемещается по небосводу.
Спутники Starlink, уже размещенные на орбите, несмотря на свою заметность, создают меньшую проблему по сравнению с аппаратами OneWeb. Группировка SpaceX в настоящее время занимает орбиты высотой 550 километров, в то время как британско-индийский проект использует орбиту на высоте 1200 километров. Однако и Starlink в будущем окажется выше: часть спутников, которые планируется вывести на орбиту, также будут размещены на большой высоте. К тому времени астрономы надеются, что американской компании удастся уменьшить видимость своих аппаратов.
Сигель привел несколько примеров, подтверждающих, как астрономические наблюдения оказываются сорваны из-за спутников. Даже вывод телескопов в космос не решает проблему: «Хаббл», находящийся на высоте примерно 540 километров, также подвергается засветке аппаратами Starlink. В качестве иллюстрации бессмысленности дальнейшего строительства Обсерватории имени Веры Рубин, нового инструмента в Чили, представлено видео. В ролике смоделировано наблюдение 110 первых объектов из каталога Мессье с использованием будущего телескопа, и оказалось, что половина из них уже засвечена спутниками.
Не существует надежных способов устранить эти помехи. Компьютерная обработка изображений снижает их резкость и информативность, а в астрономии часто требуется анализ данных каждого пикселя. Ученые нередко определяют движение удаленных объектов по изменениям в яркости незначительных участков изображения. Таким образом, присутствие ярких спутников на орбите существенно ухудшает качество наблюдений наземных телескопов — и требуется безотлагательные меры.
SpaceX сотрудничает с астрономами, стремясь уменьшить видимость своих космических аппаратов. Эта работа приносит переменные результаты, однако прогресс наблюдается, хотя и далек от идеала (звездная величина последних версий Starlink составляет +6). Amazon, реализуя проект Kuiper, и OneWeb заявляют о готовности к сотрудничеству с учеными и обещают предпринять все усилия, чтобы их спутники не препятствовали астрономическим наблюдениям.
Эти утверждения необходимо будет подтвердить опытом. Кроме того, советы, озвученные на семинарах и конференциях, не являются обязательными для исполнения.
Сигель подчеркивает, что новые спутниковые группировки имеют большое значение для развития человечества — прогресс не остановить. Вместе с тем он советует обратить внимание на астрономов, которые работают с недостаточным финансированием и теперь вынуждены тратить время на устранение ошибок. Рекомендации, разработанные научным сообществом, должны стать обязательными требованиями для регуляторных органов ко всем аппаратам, выводимым на орбиту. Иначе это может привести к значительным потерям для земной науки.