Астрономы показали спутники Starlink в телескоп и насколько сильно они мешают им работать

В ближайшие десять лет звездное небо пополнится тысячами новых ярких точек: спутниковые группировки растут как на дрожжах. Никто не отрицает неоспоримой пользы, которую они принесут, но для астрономических наблюдений это катастрофа. Ученые снова напомнили о проблеме, показав, как аппараты типа Starlink мешают работе даже космических телескопов, и предложили ряд рекомендаций по снижению вреда. Однако не все компании готовы им следовать на деле.

Астрономия

Засветка спутником Starlink снимка, сделанного космическим телескопом Хаббла. Расстояние между аппаратами составляло порядка 80 километров / © NASA, Hubble, Simon Porter, Twitter

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 множество встреч, конференций и прочих мероприятий, на которых подводили итоги первых месяцев работы в новой реальности. И речь не только о тотальной удаленке: с 2019 года все телескопы столкнулись с увеличенным количеством помех от спутников, как только началось развертывание Starlink.

Межамериканская обсерватория Серро-Тололо (CTIO) запечатлела пролет группировки спутников Starlink / ©CTIO, NOIRLab, NSF, AURA, DECam DELVE Survey

Наиболее продуктивными были семинары SATCON1 и Dark and Quiet Skies («Темные и спокойные небеса»). Первый проводили Национальный научный фонд США (NSF), Национальный центр США по наземной, ночной оптической и инфракрасной астрономии (NOIRLab) и Американское астрономическое общество (AAS); второй — Международный астрономический союз (IAU), ООН и Международный астрономический центр IAC.

Совместными усилиями ученые разработали важнейшие рекомендации, которые необходимо учитывать при разработке спутников. Фактически их всего две: высота орбиты не выше 550-600 километров, а звездная величина при наблюдении с Земли не должна превышать +7 (больше — лучше).

Это эквивалентно самым слабым звездам, заметным невооруженным глазом. Чем ниже спутник, тем дольше он находится в поле видимости и медленнее двигается по небосводу.

В этом смысле уже выведенные на орбиту спутники Starlink, хоть и очень яркие, представляют меньшую проблему, чем аппараты OneWeb. Группировка SpaceX сейчас занимает орбиты на высоте 550 километров, а вот британско-индийский проект использует орбиту 1200 километров.

Но и Starlink скоро окажется выше: часть планируемых к запуску спутников тоже разместятся высоко. К этому моменту, как надеются астрономы, американской компании удастся снизить заметность аппаратов.

Видимость спутников в зависимости от высоты их орбиты. При размещении аппаратов на высоте около 500-600 километров, у астрономов будет порядка 3-4 часов наблюдений за ночь, когда спутники не подсвечены солнцем и почти не мешают телескопам. Если высота их орбиты составит тысячу километров и более — помех не избежать вовсе / ©Pat Seitzer, 237 встреча AAS, Forbes

Чтобы не быть голословным, Сигель собрал несколько примеров того, как астрономические наблюдения срываются из-за спутников. Причем не спасает даже выведение телескопов в космос — «Хаббл» находится на орбите высотой около 540 километров, и в его поле зрения все равно попадают аппараты Starlink. А нижеприведенное видео демонстрирует бессмысленность продолжения строительства Обсерватории имени Веры Рубин — нового инструмента в Чили. Ролик смоделировал наблюдение 110 первых объектов из каталога Мессье при помощи будущего телескопа: половина из них засвечена уже выведенными спутниками.

https://www.youtube.com/watch?v=nAaL85cBsp4&feature=emb_logo

И нет надежных методов нивелировать эти помехи. Компьютерная обработка снимков понижает их четкость и информативность, а в астрономии зачастую важны данные каждого пикселя. Ведь о движении далеких объектов ученые порой судят по изменению яркости едва заметных точек на картинке. Иными словами, наличие ярких спутников на орбите радикально снижает качество наблюдений наземных телескопов — и необходимо срочно с этим что-то делать.

SpaceX активно работает с астрономами и пытается снизить заметность своих аппаратов. Выходит с переменным успехом, но прогресс все равно есть, хотя пока и далекий от желаемого (звездная величина последних модификаций Starlink равна +6). Amazon с их проектом Kuiper и OneWeb на словах тоже готовы идти навстречу ученым и сделают все возможное, чтобы их спутники не мешали наблюдениям.

Однако такие заявления предстоит проверить на практике. Наконец, предложенные на семинарах и конференциях рекомендации — необязательные.

Сигель отмечает важность и значимость новых спутниковых группировок для человечества — прогресс не остановить. Но призывает прислушаться и к астрономам, которые работают в условиях ограниченного финансирования и теперь вынуждены тратить время на фильтрацию ошибок. Выработанные научным сообществом рекомендации следует сделать обязательным требованием регуляторных организаций ко всем выводимым орбитальным аппаратам. Иначе земная наука потеряет слишком много.