Kiedy ostatni raz Patricia Cooper uczestniczyła w spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego, nie była pewna, w co się pakuje.

Był styczeń 2020 roku i Cooper, wówczas wiceprezes SpaceX, zgodził się reprezentować firmę podczas dyskusji panelowej na konferencji na temat zakłóceń, jakie konstelacje satelitów mogą powodować dla astronomów.

Dyskusję tę wywołało pierwsze wystrzelenie przez SpaceX 60 satelitów Starlink nieco ponad sześć miesięcy wcześniej, szeroko widocznych na nocnym niebie, co zaniepokoiło astronomów, którzy obawiali się, co dziesiątki tysięcy takich satelitów zrobi z ich obserwacjami. „Ciągle słyszałam określenie „do jaskini lwa” – wspominała przygotowania do panelu. „Nie wiedzieliśmy, co się wydarzy: widły, zgniłe pomidory?”

Pomimo publicznego oburzenia, podsycanego przez media społecznościowe, faktyczna dyskusja na posiedzeniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego (AAS) była uprzejma i konstruktywna. „To była zapowiedź tego, jak teraz pracujemy” – powiedział Cooper, obecnie konsultant, podczas sesji na ostatnim spotkaniu AAS 10 stycznia w Nowym Orleanie.

W ciągu czterech lat, które upłynęły od tej pierwotnej dyskusji, społeczność astronomiczna współpracowała ze SpaceX i innymi firmami nad sposobami łagodzenia wpływu megakonstelacji na astronomię optyczną i radioastronomię w najbliższej perspektywie, poszukując jednocześnie długoterminowych rozwiązań regulacyjnych.

Rozbijanie rur od pieca

Problem zakłóceń satelitów w astronomii nie został rozwiązany, astronomowie wyjaśnili na spotkaniu AAS. „Jest trochę niezbyt dobrych wiadomości i trochę dobrych wiadomości” – powiedziała Connie Walker, współdyrektor Centrum Ochrony Ciemnego i Cichego Nieba przed Interferencjami Konstelacji Satelitarnych (CPS) Międzynarodowej Unii Astronomicznej. Niezbyt dobrą wiadomością, stwierdziła, jest to, że liczba satelitów „rośnie wykładniczo”.

„Dobra wiadomość jest taka, że ​​firmy są coraz bardziej świadome sytuacji” – kontynuowała. „Niektóre z tych firm są skłonne zastosować podejście łagodzące, aby zminimalizować promieniowanie poniżej siódmej magnitudo”. Ta jasność sprawia, że ​​satelity są niewidoczne gołym okiem i zmniejsza ich wpływ na czułe instrumenty astronomiczne.

Wysiłki te wynikały z „dużego impulsu badań akademickich i analiz technicznych” – powiedział Cooper w następstwie początkowych obaw związanych ze Starlink. Wiele z tych działań koordynował CPS, utworzony w 2022 r., którego zadaniem było rozbicie rur od pieca oddzielających pola astronomiczne i lotnicze. Próba zrozumienia tego stanowi część pracy, ponieważ pomaga nam to w przejściu do konkretnych kroków”.

W SpaceX oznaczało to pracę nad zmianami konstrukcyjnymi satelitów Starlink, aby zmniejszyć ilość światła słonecznego odbijanego przez nie od ziemi. Firma zaczynała od eksperymentalnego „DarkSata” pomalowanego na czarno. „Pomaluj wszystko na czarno, głupku” – to jedna z wiadomości, które otrzymaliśmy” – wspomina. „Wiedzieliśmy, że to nie zadziała w przypadku problemów termicznych”.

W ślad za tym SpaceX wyprodukowało „VisorSats” z osłonami, które zapobiegały docieraniu światła słonecznego do najbardziej odbijających części satelitów. W te osłony wyposażono ponad 4,500 satelitów Starlink, co według niej było kamieniem milowym, którego niektórzy nie docenili. „Kiedy istnieje poczucie, że firmy nie są zaangażowane, być może nie jest uzasadnione pomijanie tego rodzaju szeroko zakrojonych inwestycji przemysłowych”.

Wizjery zakłócają jednak laserowe łącza międzysatelitarne w nowszych satelitach Starlink, dlatego SpaceX zastąpiło je lustrami dielektrycznymi, które są przymocowane do satelitów niczym naklejki, aby odbijać światło słoneczne od ziemi. Dodała, że ​​firma oferuje te naklejki na lusterka oraz niestandardową czarną farbę po kosztach innym firmom. „Widziałem kilka firm satelitarnych, które się tym zajmowały”.

Astronomowie doceniają wysiłki, jakie firmy takie jak SpaceX poczyniły na zasadzie dobrowolności. „Żeby było jasne, przemysł nie musi się z nami dobrze bawić” – powiedział Kelsey Johnson, astronom z Uniwersytetu Wirginii i prezes AAS. „Zainwestowali prawdziwy czas, prawdziwe pieniądze i wysiłek, aby współpracować z nami, czego nie muszą robić”.

Wnioski wyciągnięte dla Kuipera

Podczas gdy SpaceX, zdecydowanie największy operator satelitów, pozostaje największym zmartwieniem astronomów, opracowywane są inne konstelacje. Obejmuje to projekt Kuiper firmy Amazon, który w październiku wystrzelił swoje pierwsze dwa prototypowe satelity KuiperSat, przygotowując się do rozmieszczenia konstelacji ponad 3,200 statków kosmicznych.

Chris Hofer, kierownik międzynarodowego zespołu Project Kuiper w firmie Amazon, powiedział na spotkaniu AAS, że firma podąża ścieżką wytyczoną przez Starlink w zakresie radzenia sobie z zakłóceniami astronomicznymi. „Moment wydania tego wydania był dla Amazona dobry” – stwierdził. „Nadal byliśmy na etapie projektowania satelitów”.

Amazon początkowo opracował osłonę przeciwsłoneczną na wzór wizjerów Starlink, powiedział, ale zdecydował się nie kontynuować tego projektu. Obecnie współpracuje z wieloma dostawcami dielektrycznych folii lustrzanych. Firma zainstalowała te lusterka na jednym z dwóch prototypowych satelitów, ale pozostawiła drugiego niemodyfikowanego, aby sprawdzić, jak skuteczne było to ograniczenie.

Astronomowie monitorują dwa KuiperSaty od ich wystrzelenia w październiku, ale Hofer powiedział w styczniu, że jest jeszcze przedwczesne, aby ocenić, jak dobrze działają. W międzyczasie firma wprowadzała inne zmiany w projektach statków kosmicznych, mające na celu zmniejszenie ich jasności. „Już wewnętrznie wprowadzamy zmiany i ulepszenia paneli słonecznych oraz kilka innych rzeczy, które znaleźliśmy” – powiedział.

Hofer jest jednym z liderów „centrum branżowego” w CPS, które działa na rzecz wspierania współpracy między astronomami i twórcami satelitów. „To idealny moment, aby skontaktować się z firmą” – powiedział, kontaktując się z nią po rozpoczęciu prac nad projektem satelitów, ale zanim wejdą do produkcji na pełną skalę i jest już za późno na wprowadzanie zmian .

Brak przepisów

Chociaż wiele firm współpracuje z astronomami dobrowolnie, nie ma od nich takiego wymogu. Szczególne obawy budzą dwie chińskie megakonstelacje, Guowang i G60 Starlink, które łącznie proponują umieszczenie na orbicie 25,000 XNUMX satelitów. Niewiele jest informacji o tym, jakie środki, jeśli w ogóle, podejmują te konstelacje, aby skorygować swoją jasność.

„To temat, który trochę omawialiśmy w CPS” – powiedział Cooper zapytany o dyskusje z chińskimi konstelacjami. „CPS będzie musiało opracować strategię poradzenia sobie z tym problemem”.

Nawet w kraju astronomowie niewiele mogą zrobić w sprawie satelitów zakłócających ich obserwacje. Przykładem jest BlueWalker 3, satelita demonstracyjny technologii wystrzelony przez AST SpaceMobile pod koniec 2022 r. Po rozmieszczeniu dużej anteny z układem fazowanym jego jasność wzrosła czasami do 0 magnitudo, porównywalnego z najjaśniejszymi gwiazdami na nocnym niebie.

BlueWalker 3 to prototyp konstelacji jeszcze większych satelitów. „W środowisku regulacyjnym nic nie stoi na przeszkodzie, aby jakaś firma wystrzeliła tysiące lub dziesiątki tysięcy takich satelitów” – powiedział Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. „Musimy myśleć o tym, co nadchodzi”.

Wszelkiego rodzaju regulacje, krajowe lub międzynarodowe, mające na celu rozwiązanie problemu zakłóceń konstelacji satelitarnych w astronomii będą wysiłkiem długoterminowym. Jedną z kwestii, stwierdził Richard Green z Uniwersytetu w Arizonie, jeden z liderów centrum politycznego CPS, jest ustalenie, jakie powinny być te regulacje w rozwijającej się branży.

„Nie możemy nawet opowiadać się za zestawem zasad, takich jak jasność 7.0 magnitudo, jeśli żadna firma nie jest w stanie osiągnąć jasności 7.0 magnitudo” – powiedział. „Musimy mieć etap, w którym możemy w jakiś sposób skodyfikować najlepsze wysiłki i ostatecznie wprowadzić pewne przepisy, których można będzie przestrzegać”.

Podjęto pewne drobne kroki, na przykład Federalna Komisja Łączności wymagała od licencjobiorców niektórych konstelacji zawarcia porozumień koordynacyjnych z Narodową Fundacją Nauki w sprawie kroków mających na celu złagodzenie zakłóceń w astronomii optycznej i radioastronomii. SpaceX zawarło w zeszłym roku umowę koordynacyjną z NSF, a Hofer powiedział, że Amazon spodziewa się sfinalizować podobną umowę w tym roku.

Wysiłki międzynarodowe również postępują powoli. W zeszłym roku astronomowie starali się uwzględnić ten punkt w porządku obrad Komitetu ONZ ds. Pokojowego Wykorzystania Przestrzeni Kosmicznej (COPUOS), tworząc nową grupę ekspertów do zbadania tego tematu. COPUOS działa na zasadzie konsensusu, wymagając od wszystkich ponad stu państw członkowskich wyrażenia zgody na uwzględnienie tego tematu w przyszłych spotkaniach. Rosja sprzeciwiła się, twierdząc, że nie widzi potrzeby tworzenia nowej grupy ekspertów, i propozycja upadła.

Zamiast tego astronomowie przyjmują mniej oficjalne podejście i kilka krajów zwołuje „Grupę Przyjaciół”, aby wspierać dyskusje w COPUOS. „To rodzaj grupy wsparcia, nieco luźno działającej pod auspicjami ONZ, która spotyka się i prowadzi takie dyskusje” – powiedział Ryan Guglietta z Biura ds. Przestrzeni Kosmicznej Departamentu Stanu na spotkaniu AAS. „Miejmy nadzieję, że celem będzie uwzględnienie tego w procesie COPUOS i ustalenie tego punktu porządku obrad”.

Green powiedział, że na razie skupiamy się na dobrowolnej współpracy z przemysłem. „Można to zrobić teraz i nadać ton dalszemu rozwojowi sytuacji” – powiedział. „Najlepsza praktyka branżowa może stać się oczekiwaniem”.

Unikanie zmęczenia kryzysowego

Astronomowie i inżynierowie statków kosmicznych przez ostatnie cztery lata nie rozwiązali problemu zakłóceń satelitów w astronomii. Jednak w tym samym okresie niebo nie spadło ani nie zostało zasłonięte przez statki kosmiczne – mimo że liczba satelitów gwałtownie wzrosła.

„To obszar dojrzały do ​​zmęczenia kryzysem” – powiedział Johnson, prezes AAS. „Myślę, że to naprawdę ważne, abyśmy starali się, kiedy tylko możemy, myśleć o sukcesach, nawet jeśli są małe”.

Powiedziała, że ​​do sukcesów tych zalicza się oddana grupa wolontariuszy pracujących nad tą kwestią w ramach działań takich jak CPS, a także dobrowolna współpraca z przemysłem i porozumienia koordynacyjne NSF.

„To nie jest panaceum i nie będę się kłócić, że tak jest, ale nie jest to nic”, powiedział Johnson o porozumieniach NSF. „Czasami nie nic jest lepsze niż nic.”

Jej komentarze ilustrują jednak ambiwalencję, jaką wielu astronomów wciąż odczuwa w stosunku do megakonstelacji satelitarnych. Przyznała, że ​​łączność, którą obiecują megakonstelacje szerokopasmowe, przyniesie korzyści społeczeństwu, zauważając, że misja AAS stanowi, że organizacja „poprawi i podzieli się naukowym zrozumieniem wszechświata przez ludzkość”.

„Jeśli chcemy, aby ludzkość miała w tym udział, potrzebuje dostępu do Internetu” – stwierdziła. „Musimy zaangażować się w niwelowanie przepaści cyfrowej”.

Miała jednak wątpliwości, czy zaprojektowane megakonstelacje są najlepszym sposobem na osiągnięcie tego celu. „Likwidowanie przepaści cyfrowej nie wymaga dziesiątek ani setek tysięcy satelitów” – stwierdziła, argumentując, że takie systemy będą wykorzystywane głównie do celów rozrywkowych – podobnie jak każda inna sieć konsumencka. „Dla mnie oznacza to, że zmierzamy w stronę dystopijnej przyszłości, w której straciliśmy dostęp do wszechświata, aby ludzie mogli siedzieć w swoich salonach i oglądać ekran na ścianie”.

Cooper delikatnie odrzucił te argumenty. „Te systemy mają wartość. To nie tylko niedogodności” – stwierdziła, odnotowując zainteresowanie rządów konstelacjami służącymi ich własnym potrzebom.

„Zamierzam odeprzeć zagładę i mrok, ponieważ to cię paraliżuje” – dodała. „Naprawdę musimy zobaczyć, jakie rzeczy są możliwe i jakie kroki musimy podjąć, aby to osiągnąć”.

Doszła do wniosku, że wysiłki mające na celu rozwiązanie problemu interferencji konstelacji satelitów w astronomii są wciąż na wczesnym etapie. „Nic dziwnego, że nie rozwiązaliśmy tego problemu przez cztery i pół roku. Nie sądziłam, że nam się to uda” – powiedziała. „Dla mnie nie skupiamy się na wywołaniu alarmu, lecz na ścieżce do współistnienia”.

Artykuł ten ukazał się po raz pierwszy w numerze magazynu SpaceNews z lutego 2024 r.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://spacenews.com/astronomers-and-megaconstellations-learn-to-get-along/