Содержание статьи:
Если человечество реализует все текущие планы по запуску аппаратов в космос, ночное небо навсегда перестанет быть темным. Исследователи из Европейской южной обсерватории (ESO) пришли к тревожному выводу: предложения частных компаний и государственных структур вывести на орбиту более 1,7 миллиона спутников могут привести к катастрофическим последствиям для науки. Речь идет не просто о помехах в работе телескопов, а о полной невозможности наблюдать за Вселенной с поверхности Земли. Ученые впервые провели масштабное моделирование, чтобы понять, как спутники изменят яркость неба в глобальном масштабе.
Как яркие аппараты превратят ночь в бесконечный сумерки
Ситуация начала стремительно ухудшаться после 2019 года, когда на орбите стало появляться по несколько десятков новых объектов каждую неделю. Сейчас вокруг планеты вращается более 14 000 аппаратов, и большинство из них принадлежит системе связи Starlink. Однако грядущие проекты обещают не просто рост количества объектов, а резкое увеличение их яркости. Некоторые компании планируют запускать спутники, которые будут видны невооруженным глазом даже в ясную погоду.
Особую тревогу вызывает проект американского стартапа Reflect Orbital. Эта компания намерена вывести в космос огромные зеркальные панели, чтобы отражать солнечный свет и освещать заданные участки Земли в ночное время. Если эти планы сбудутся, небо над обсерваториями станет в три-четыре раза ярче. Для астрономии это означает потерю доступа к самым слабым и далеким объектам, которые и составляют основной интерес для науки.
Почему зеркала на орбите опаснее обычных передатчиков связи
Обычные спутники связи, хоть и мешают наблюдениям, все же имеют ограниченные размеры. Но конструкция Reflect Orbital представляет собой огромное зеркало. Когда такой аппарат попадает в поле зрения телескопа, он оставляет на снимке яркий след, который полностью «стирает» все, что находится позади него. По расчетам астрономов, даже один такой объект в зоне видимости делает снимок непригодным для научной работы.
Ситуация усугубляется тем, что такие спутники не просто пролетают мимо. Они создают постоянное свечение. Если все 50 000 запланированных зеркальных аппаратов окажутся на орбите, ночное небо в некоторых регионах станет таким ярким, что жители крупных городов перестанут видеть звезды даже в периоды максимальной ясности. В темных местах, где сейчас видно тысячи звезд, глаз человека будет улавливать лишь десятки самых ярких искусственных точек.
Предел допустимого количества аппаратов на орбите
Астроном Оливье Эйно, автор исследования, опубликованного в издании Astronomy & Astrophysics, попытался найти компромисс. Он рассчитал, сколько спутников человечество может позволить себе без критического ущерба для науки. Оказалось, что безопасным пределом является 100 000 объектов. При этом они должны быть достаточно тусклыми, чтобы их нельзя было заметить без оптических приборов.
Если общее число аппаратов превысит эту отметку, потери данных станут неприемлемыми. В настоящее время заявки компаний в десятки раз больше этого лимита. Вот основные факторы, которые делают новые проекты угрозой для астрономии:
- Массовое появление спутников, яркость которых превышает видимость невооруженным глазом;
- использование зеркальных поверхностей для направленного освещения поверхности Земли;
- рост плотности объектов в низкой околоземной орбите до таких значений, когда они будут постоянно присутствовать в поле зрения любого телескопа;
- увеличение общей засветки неба за счет отраженного света от миллионов мелких деталей и панелей аппаратов.
Ущерб для наземных обсерваторий и космическая засветка
Современные телескопы, такие как Очень большой телескоп (VLT) в Чили или строящийся обзорный телескоп имени Веры Рубин, рассчитаны на работу с очень слабым светом. Спутник, пролетающий перед объективом, оставляет на матрице камеры яркую полосу. При нынешних темпах запусков к 2030 году на многих снимках таких полос будет не одна или две, а десятки.
Моделирование показало, что при реализации планов SpaceX по размещению миллиона аппаратов, до 28% времени работы крупных обсерваторий будет потеряно. Но самое неприятное — это не локальные полосы, а общее свечение. Свет от тысяч спутников, рассеиваясь в атмосфере, создает эффект, похожий на световое загрязнение от крупных городов. Только теперь «город» будет находиться на высоте нескольких сотен километров над головой.
Экологические и биологические риски перенасыщения орбиты
Проблема массовых запусков выходит далеко за пределы астрономии. Исследователи отмечают, что регулярные старты ракет-носителей наносят заметный удар по атмосфере. При сгорании топлива и при входе спутников в плотные слои воздуха в конце срока службы выделяются вредные вещества. Это влияет на состав верхних слоев атмосферы и может изменить климатические показатели.
Кроме того, яркий свет в ночное время суток нарушает биоритмы живых организмов. Постоянная засветка мешает миграции птиц, ориентации насекомых и сну людей. Астрономы призывают регуляторов, таких как Федеральная комиссия по связи США (FCC), учитывать эти факторы при выдаче разрешений на новые группировки. Пока же количество заявок на запуски продолжает расти.
Что необходимо сделать для сохранения доступа к звездам
Эксперты предлагают несколько шагов, которые помогут избежать катастрофы. Главным условием остается жесткое ограничение числа аппаратов и требования к их внешнему виду. Необходимо, чтобы новые спутники имели специальные покрытия, снижающие отражающую способность.
Вот что, по мнению ученых, должно стать приоритетом для космической отрасли:
- Установление международного моратория на запуски сверх ярких спутников, заметных с Земли;
- обязательное использование затеняющих экранов и темных материалов в конструкции каждого аппарата;
- координация орбит, чтобы минимизировать время нахождения спутников в поле зрения наземных телескопов;
- разработка новых стандартов экологической безопасности для частых ракетных запусков;
- создание единого реестра всех объектов на околоземной орбите для предотвращения столкновений и образования мусора.
Многие компании уже начали сотрудничать с астрономами, пытаясь сделать свои аппараты менее заметными. Однако этих мер пока недостаточно на фоне грандиозных планов по освоению орбиты. Сохранение темного неба — это не только вопрос науки, но и вопрос сохранения культурного наследия человечества, которое тысячелетиями смотрело на одни и те же звезды.
Ночное небо — это общий ресурс, который принадлежит всем жителям планеты. Его утрата станет необратимым шагом, после которого мы окажемся в «космической тюрьме» из собственного мусора и искусственного света. Исследователи надеются, что регуляторы прислушаются к аргументам и установят четкие границы, за которыми начинается полная деградация возможностей наблюдения за Вселенной. Дальнейшая судьба астрономии как наземной науки зависит от решений, которые будут приняты в ближайшие годы.