Minęły trzy lata, od kiedy SpaceX, uruchomiła pierwszą partię satelitów komunikacyjnych Starlink, wzbudzając zaniepokojenie astronomów smugami, jakie satelity pozostawiają na zdjęciach nocnego nieba. Od tego czasu wystrzelono wiele satelitów Starlink, obecnie już ponad 2300 z nich krąży wokół Ziemi, co stanowi prawie połowę wszystkich działających satelitów na orbicie ziemskiej.
Naukowcy poczynili pewne postępy w radzeniu sobie z taką ilością przeszkadzających obiektów na niebie. Na przykład w ciągu kilku dni Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) opublikuje na stronie internetowej narzędzia pomagające operatorom teleskopów w przewidywaniu lokalizacji satelitów, aby mogli skierować swoje instrumenty w inne miejsce.
Ale coraz więcej dowodów pokazuje, jak bardzo te „megakonstelacje” satelitów będą zakłócać obserwacje astronomiczne i przeszkadzać będą naukowcom i miłośnikom obserwującym niebo na całym świecie. Firmy satelitarne nie znalazły jeszcze rozwiązania na ten problem. Największy winowajca tych kłopotów, SpaceX próbował rozwiązać ten problem, umieszczając na swoich Starlinkach osłony przeciwsłoneczne, aby przyciemnić ich wygląd na nocnym niebie. Niestety czasopismo “Nature” dowodzi, że firma przestała już to robić.
W ciągu najbliższych kilku lat mogą zostać wystrzelone dziesiątki tysięcy nowych satelitów.
Żniwo megakonstelacji
Od czasu wystrzelenia pierwszego Starlinka astronomowie przeszli od paniki z powodu fotobombardowania obserwacji naukowych przez satelity do organizowania globalnego sprzeciwu. Po serii międzynarodowych warsztatów w 2020 i 2021 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna utworzyła Centrum Ochrony Ciemnego i Cichego Nieba przed Zakłóceniami Konstelacji Satelitarnych. Jej wkrótce uruchomiona strona internetowa ma służyć jako centrum dla astronomów, decydentów, operatorów satelitarnych i społeczeństwa, koordynujące sposoby ograniczania wpływu satelitów przebłyskujących na niebie.
Ostatnie badania sugerują, że przyszłe konstelacje satelitów będą najbardziej widoczne podczas letnich nocy na szerokości około 50 stopni południowej i 50 stopni północnej, gdzie znajduje się wiele europejskich i kanadyjskich obiektów astronomicznych. Jeśli SpaceX i inne firmy wystrzelą 65 000 satelitów, które mają w planach, jasne kropki będą widoczne na niebie przez całą noc na tych szerokościach geograficznych w okolicach przesilenia letniego. W godzinach około wschodu i zachodu słońca mniej więcej jedna na 14 gwiazd widocznych gołym okiem będzie w rzeczywistości satelitą.
Najbardziej ucierpią obserwatoria astronomiczne, które badają szerokie przestrzenie nieba. Jedno z takich miejsc Zwicky Transient Facility (ZTF), który bada szerokie pola nieba za pomocą 1,2-metrowego teleskopu na Palomar Mountain w Kalifornii, już obecnie rejestruje smugi satelitarne na 18% zdjęć wykonanych o zmierzchu w sierpniu 2021 roku. Liczba ta wzrosła, gdy liczba satelitów wzrosła, mówi główny autor Przemek Mróz, astronom z Uniwersytetu Warszawskiego. Przeprowadził on wstępną analizę danych ZTF z kwietnia 2022 r. i stwierdził, że smugi satelitarne wpływają na około 20–25% zdjęć o zmierzchu.
Jak mówi Mróz, do tej pory wiele pomiarów ZTF nie zostało uszkodzonych przez smugi satelitów, częściowo dlatego, że stosowane przez nią metody przetwarzania obrazu mogą wykrywać i maskować ślady satelitów. Ale inne obserwatoria stoją przed większymi wyzwaniami – w szczególności Obserwatorium Vera C. Rubin, teleskop o szerokości 8,4 metra ufundowany przez Stany Zjednoczone i budowany w Chile. Ponieważ będzie fotografować całe widoczne niebo co trzy dni, będzie szczególnie podatny na ślady satelitów ciągnące się przez rejestrowane obrazy nieba. Rawls i inni astronomowie pracują nad sposobami złagodzenia szkód, takimi jak algorytmy, które mogą identyfikować i usuwać smugi satelitarne z danych. Jednak naprawa danych nadal zajmuje dużo czasu i energii.
Rosnąca liczba satelitów grozi również negatywnym wpływem na kolejną dziedzinę mianowicie na radioastronomię i grozi zwiększeniem ilości kosmicznych śmieci. Inne, szersze oddziaływania mogą mieć wpływ na życie na całym świecie: obecność satelitów przyczynia się do poświaty tła na niebie, która może dezorientować zwierzęta korzystające z nawigacji na niebie. Smugi satelitarne mogą również zakłócać ludzkie systemy naukowe, które opierają się na informacjach z ciemnego nieba, aby oznaczyć ważne wydarzenia w ciągu roku.
Rosnące zagrożenie megakonstelacjami satelitów przyczynia się do innych degradacji nocnego nieba, takich jak zanieczyszczenie światłem. Niektórzy operatorzy satelitarni pracują nad złagodzeniem tego problemu. Firmy, w tym SpaceX, OneWeb w Londynie i Amazon Project Kuiper w Seattle w stanie Waszyngton, regularnie spotykają się z przedstawicielami Międzynarodowej Unii Astronomicznej i krajowymi towarzystwami astronomicznymi w sprawie sposobów zmniejszenia wpływu satelitów. SpaceX przetestował metody ściemniania swoich Starlinków, w tym instalowanie osłon przeciwsłonecznych. Osłony przeciwsłoneczne zmniejszają jasność satelitów, ale wydaje się, że zostały pominięte w najnowszej generacji Starlinków. Satelity te, wystrzelone od września, wykorzystują do komunikacji lasery zamiast radia, a osłony przeciwsłoneczne zakłócają tę komunikację.
SpaceX zamiast tego pracuje nad innymi środkami łagodzącymi, takimi jak dodawanie naklejek lub innych materiałów do luster satelitów w celu odbijania światła z Ziemi, powiedział David Goldstein, inżynier firmy podczas seminarium internetowego prowadzonego przez brytyjską Federację Towarzystw Astronomicznych (FAS).
Jak dobrze to może działać, wciąż jest wyjaśniane. Nieopublikowana analiza 102 obserwacji jasności Starlinków w czasie sugeruje, że te z nowej generacji wydają się jaśniejsze niż te, o których wiadomo, że mają osłony przeciwsłoneczne. Jednak nie są one tak jasne, jak oryginalne Starlinki bez osłon słonecznych, mówi Anthony Mallama, emerytowany astronom z Bowie w stanie Maryland, który przeprowadził analizę.
Tymczasem OneWeb wystrzelił 428 z planowanego początkowego zestawu 648 satelitów. Orbitują na znacznie wyższych wysokościach niż Starlinki — 1200 kilometrów w porównaniu do 550 kilometrów. Satelity są zazwyczaj słabsze niż Starlinki po prostu dlatego, że znajdują się dalej, ale ich jasność może się znacznie różnić w zależności od tego, jak wychwytują i odbijają światło słoneczne.
Jedno wstępne badanie 50 satelitów OneWeb w 2021 r. wykazało, że prawie połowa z nich była nieco jaśniejsza niż „bezpieczny” limit określony przez astronomów, mówi Jeremy Tregloan-Reed, astronom z University of Atacama w Copiapó w Chile. OneWeb twierdzi, że dąży do zmniejszenia widoczności swoich satelitów; używa teleskopu na Sycylii do pomiaru ich jasności i wykorzystuje te informacje do projektowania przyszłych satelitów, które będą słabsze, powiedział Maurizio Vanotti, wiceprezes OneWeb ds. rozwoju infrastruktury kosmicznej i partnerstw, powiedział podczas webinarium FAS.
Projekt Kuiper firmy Amazon, który dodałby ponad 3200 satelitów, planuje wystrzelić swoje pierwsze 2 prototypowe satelity do końca tego roku. Jeden z nich będzie zawierał osłonę przeciwsłoneczną, aby firma mogła porównać możliwości przyciemniania jasności satelitów.
Nie ma niestety przepisów regulujących, jak jasne satelity powinny wyglądać na nocnym niebie, chociaż Międzynarodowa Unia Astronomiczna i inne organizacje astronomiczne naciskają na ONZ, aby ta organizacja rozpoznała i poruszyła ten problem. Przedstawiciele wielu krajów będą dyskutować o ochronie nieba na posiedzeniu Komitetu ONZ ds. Pokojowego Wykorzystania Przestrzeni Kosmicznej, które rozpocznie się 1 czerwca 2022 roku w Wiedniu.