نجوم برای جهشی دیگر آماده است. در چند سال آینده، تلسکوپ‌های زمینی بزرگ، از جمله تلسکوپ بسیار بزرگ (ELT)، تلسکوپ سی متری (TMT)، تلسکوپ غول پیکر ماژلان (GMT)، و رصدخانه ورا روبین، وارد کار خواهند شد. قدرت ترکیبی این تلسکوپ‌ها به کشف در چند دهه آینده کمک خواهد کرد. اما مشکلی که توسط منظومه ماهواره‌ای استارلینک برای هابل بوجود آورده همه این تلاشها را ممکن است بی اثر کند.
اما چیزی رصدهای نجومی را در سال‌های آینده تهدید می‌کند: Starlink و دیگر منظومه‌های ماهواره‌ای اینترنتی.
اخیراً گروهی از ستاره‌شناسان نشان داده‌اند که حتی هابل نیز نمی‌تواند از مشکل ماهواره فرار کند.
به گزارش اورانوس از یونیورس تودی، از زمان پرتاب استارلینک و سایر منظومه‌های ماهواره ارتباطی، تأثیر منفی آنها بر نجوم به طور فزاینده‌ای شناخته شده است. جامعه بین المللی نجوم اشاره کرده است که چگونه افزایش تعداد ماهواره‌های اینترنتی در مدار زمین رصدهای نجومی توسط تلسکوپ‌های زمینی را بغرنج می‌کند. اکنون نگرانی آنها در حال سرایت به هابل است.
با افزایش تعداد قمرهای مصنوعی که در حال حاضر برنامه‌ریزی شده‌اند، تعدادی از تصاویر تلسکوپ فضایی هابل که ماهواره‌ها از داخل آنها عبور می‌کنند در دهه آینده افزایش می‌یابد و نیاز به مطالعه و نظارت دقیق بیشتری دارد.
از مقاله “تاثیر مسیرهای ماهواره‌ای بر رصدهای تلسکوپ فضایی هابل.”
یادداشت تحقیقاتی جدیدی در Nature Astronomy نشان می‌دهد که ماهواره‌ها بر رصدهای نجومی هابل در مدار پایین زمین تاثیر دارند. این مطالعه “تأثیر ردهای ماهواره‌ای بر رصدهای تلسکوپ فضایی هابل” است. نویسنده اصلی سندور کروک، دانشمند پژوهشی در موسسه ماکس پلانک برای فیزیک فرازمینی است.
- آلودگی نوری، انواه و راه‌های مبارزه با آن
- ماهواره‌ها علیه ستاره‌ها؛ کدام آسمان را تسخیر خواهند کرد
- بیشتر درباره آلودگی نوری بخوانید
نویسندگان 20 سال تصاویر هابل را با استفاده از داوطلبان شهروند-دانشمند و یادگیری ماشین بررسی کردند. تحقیقات آنها نشان داد که 2.7 درصد از تصاویر هابل در آن زمان حاوی ردهای ماهواره‌ای بود. جای تعجب نیست که تعداد ردهای ماهواره‌ای در تصاویر با گذشت زمان افزایش می‌یابد زیرا ماهواره‌های بیشتری به مدار می‌روند. زمان معمول نوردهی برای تصاویر هابل 11 دقیقه است که احتمال افتادن رد ماهواره‌ای را افزایش می‌دهد.
نویسندگان می‌نویسند: «با تعداد روزافزون ماهواره‌های مصنوعی که در حال حاضر برنامه‌ریزی شده است، کسری از تصاویر تلسکوپ فضایی هابل که رد ماهواره‌ای در آنها وجود دارد در دهه آینده افزایش خواهد یافت و نیاز به مطالعه و نظارت دقیق بیشتری دارد.
ستاره شناسان در سال 1375 نگران این موضوع بودند، چندین سال قبل از پرتاب هابل و قبل از اینکه رویای منظومه‌های ماهواره‌های اینترنتی دیده شوند. نویسندگان در مقاله‌ای با عنوان «ماهواره‌های مصنوعی زمین از میدان‌های دید و برخورد با تلسکوپ‌های فضایی در حال گردش» نوشتند که ماهواره‌های مصنوعی زمین «… به دفعات و درخشندگی‌های قابل توجهی از میدان دید تلسکوپ فضایی هابل (HST) عبور خواهند کرد.» تنها در سال 1375، 136 ماهواره دیگر در مدار قرار گرفتند.
مدار هابل به دلیل کشش به آرامی در حال تنزل است. در سال 1379 در مدار 547 کیلومتری بالای زمین قرار گرفت. از آن زمان به بعد، به حدود 538 کیلومتر کاهش یافته است. با این تنزل، تلسکوپ به تعداد بیشتری از ماهواره‌های بالای خود حساس است. حساسیت آن به چیزهایی مانند زاویه نور خورشید، موقعیت و جهت‌گیری تلسکوپ بستگی دارد.
تاثیر روی تصاویر هابل آشکار است
هابل عکس فوری نمی‌گیرد. حسگرهای هدایت دقیق آن (FGS) به هابل اجازه می‌دهد تا نوردهی‌های زمانی دقیقی را ثبت کند، که برای مشاهده اجسام کم نور و دور در فضا ضروری است. یکی از مشهورترین تصاویر هابل، میدان عمیق هابل، 22 روز رصد زمان برد. این بسیار زیاد است، اما تلسکوپ به طور معمول تصاویر ترکیبی روی هم می‌گیرد که به نوردهی 35 دقیقه‌ای نیاز دارد. این امر تأثیر ماهواره‌ها بر مشاهدات هابل را افزایش می‌دهد.
محققان 144 تصویر هابل حاوی ردهای ماهواره‌ای متعدد پیدا کردند. 133 مورد از آنها شامل دو رد، ده مورد شامل سه رد و یکی شامل چهار رد بود.
با در دست داشتن تمام داده‌ها، گروه شانس دیدن یک رد ماهواره را در هر تصویر منفرد هابل از سال 1388 محاسبه کرد. برای نمودار زیر، زمان نوردهی 11.2 دقیقه استفاده شده است. دو گروه تصویر برای دوربین پیشرفته برای نقشه‌برداری (ACS) / دوربین میدان عریض (WFC) و کانال فرا بنفش دوربین میدان گسترده 3 هستند. احتمال اینکه رد ماهواره‌ای در یک تصویر ظاهر شود به ترتیب 59 و 71 درصد افزایش یافته است.
وضعیت کنونی این است که خطر ردهای ماهواره ای کم است. اما این خطر کم نخواهد ماند. هر سال ماهواره‌های بیشتری پرتاب می‌شوند و با شرکت‌هایی مانند Starlink و OneWeb که آماده پرتاب‌های بیشتری هستند، این مشکل به سرعت حادتر می‌شود.
محققان می‌نویسند: “کسری از تصاویر HST که ماهواره‌ها از آنها عبور می‌کند در حال حاضر اندک است و تاثیر ناچیزی بر علم دارد.” با این حال، تعداد ماهواره‌ها و زباله‌های فضایی در آینده افزایش خواهد یافت.
از سال 1388 افزایش قابل توجهی در ماهواره‌ها وجود داشته است و این روند ادامه خواهد داشت. نویسندگان می‌گویند: “در دوره 1384-1400، 40٪ افزایش در تعداد ماهواره‌ها وجود داشته است، که با افزایش مشاهده شده در بخش ماهواره‌ها در تصاویر هابل (تقریبا 50٪ افزایش) مطابقت دارد.”
استارلینک بیشتر توجهات را در این موضوع به خود جلب می‌کند زیرا ماسک توجه رسانه‌ها را به خود جلب می‌کند. اما مشکل بسیار بزرگتر از استارلینک است. شرکت‌های دیگری مانند ارائه دهنده ماهواره بریتانیایی OneWeb و شرکت چینی Galaxy Space بخشی از آن هستند. این شرکت‌ها مزایای ماهواره‌های خود را تبلیغ می‌کنند و حامیان خود را دارند.
ماریان سلورم ساپاه، مدرس و دانشمند پژوهشی در دانشگاه غنا است. ساپاه در مقاله‌ای در ماه اسفند 1401 در The Conversation به نابرابری دسترسی به اینترنت در سراسر جهان اشاره کرد. در آفریقای مرکزی، تنها 24 درصد از مردم به اینترنت دسترسی دارند و این دسترسی به شدت در مناطق شهری محبوب است. به گزارش ساپاه، استارلینک و دیگران می‌توانند به کاهش این نابرابری جهانی کمک کنند. ساپاه می‌نویسد: «سرویس‌هایی مانند استارلینک می‌توانند باعث رشد بیشتر در چندین زمینه شوند. اینها شامل آموزش، مشارکت در دموکراسی و حکومت‌داری، کاهش و کاهش خطر بلایا، بهداشت و کشاورزی است.
انکار این مزایا سخت است و تلاش‌هایی برای کاهش تاثیر استارلینک بر نجوم صورت گرفته است. DarkSat تلاش استارلینک برای کاهش مزاحمت ماهواره‌های خود با رنگ سیاه آنها است. در حالی که گزارش‌ها می‌گویند که DarkSat روشنایی کمتری دارد، پنل‌های خورشیدی را نمی‌توان رنگ‌آمیزی کرد، که محدودیت شدیدی برای کاهش نور ایجاد می‌کند. رنگ تیره باعث گرم شدن ماهواره‌ها شد، بنابراین رها شد. روش دیگری که در حال آزمایش است، به اصطلاح VisorSat است. این وسیله‌ای شبیه آفتاب‌گیر است که روشنایی ماهواره را کاهش می‌دهد و تا حدودی موثر بوده است.
نرم افزار تصحیح تصویر می‌تواند به کاهش مشکل کمک کند. نرم‌افزار می‌تواند ردها را بپوشاند، اما ردهایی که بیش از چند پیکسل عرض دارند همیشه ممکن است مشکل‌ساز باشند. فقط می‌توان بخشی از تصویر را بدون از دست دادن ارزش علمی آن پوشاند. زمان رصد در هابل تقاضای زیادی دارد و این بعد دیگری از مشکل است. نویسندگان توضیح می‌دهند: «قرار گرفتن نوردهی کوتاه‌تر می‌تواند برخی از مشکلات را کاهش دهد، اما باید زمان تلسکوپ از دست رفته با تصاویر غیرقابل استفاده را در نظر گرفت.
مشکل دیگر در نور مرئی نیست بلکه در طیف رادیویی دیده می‌شود. همه این ماهواره‌ها نوفه پس زمینه فزاینده‌ای در نجوم رادیویی تولید می‌کنند. رنگ سیاه و آفتاب‌گیرهاها کمکی نمی‌کنند.
این موضوع از بین نخواهد رفت و جامعه نجوم زنگ خطر را به صدا در می آورد.
در مقاله‌ای در آبان 1401 در ساینتیفیک امریکن، روزنامه‌نگار ربکا بویل با ستاره‌شناسانی صحبت کرد که به شدت نگران منظومه‌های ماهواره‌ای و تأثیر آنها بر نجوم بودند. راشل استریت، ستاره شناس در رصدخانه لاس کامبرس در کالیفرنیا، می‌گوید: «هر چه جلسات بیشتری در مورد این موضوع شرکت می‌کنم که در آنها تاثیری که قرار است این موضوع داشته باشد را توضیح می‌دهیم، بیشتر در مورد اینکه چگونه نجوم قرار است پیش برود، می‌ترسم.
در The Conversation، ستاره‌شناس سامانتا لاولر از دانشگاه رجینا به طور گسترده در مورد این مشکل نوشته است. طبق گفته لاولر، استارلینک تقریباً نیمی از تقریباً 4000 ماهواره عملیاتی را تشکیل می‌دهد. لاولر در یک مقاله اشاره می‌کند که به زودی از هر 15 نقطه نوری در آسمان شب یکی ماهواره خواهد بود. او نوشت: “این برای تحقیقات نجوم ویرانگر خواهد بود و آسمان شب را در سراسر جهان به طور کامل تغییر خواهد داد.”
لاولر و همکارانش تصویری از آسمان شب، از جمله مدارهای 65000 ماهواره پیشنهادی Starlink، OneWeb، Kuiper و Starnet/GW ایجاد کردند.
شبیه‌سازی نمایی از تمام آسمان از ابَر منظومه ماهواره‌های برنامه‌ریزی شده آینده، که شامل 65000 ماهواره در مدارهای برنامه ریزی شده آنها می‌شود، همانطور که از عرض جغرافیایی 50 درجه شمالی (جنوب کانادا، اروپای میانی) در انقلاب تابستانی دیده می‌شود. صدها ماهواره وجود دارند که به اندازه کافی روشن هستند که با چشم غیر مسلح دیده شوند و در تمام طول شب قابل مشاهده هستند، و هزاران ماهواره که با نور خورشید روشن شده‌اند در تمام شب وجود دارند که می‌توانند به طور قابل توجهی بر تحقیقات نجوم تأثیر بگذارند. آسمان شب از مکانی تاریک بسیار متفاوت از آنچه اکنون است به نظر می‌رسد خواهد بود.
این شبیه‌سازی 65000 ماهواره را نشان می‌دهد، اما به زودی می‌تواند بسیار بیشتر از این باشد. پیشنهادات شرکت‌های ماهواره‌ای مختلف نشان می‌دهد که تا دهه 1410، 100 هزار ماهواره در مدار لئو(LEO) وجود دارد. مقاله تحقیقاتی حاوی جدول مفصلی از اعداد است و در عین حال هشدار می‌دهد که “این اعداد بسیار نامشخص هستند، زیرا هر پروژه به طور دوره‌ای توسط سازمان‌های مختلف دولتی بررسی می‌شود و بر اساس عملیات شرکت خصوصی که در معرض تغییر است.”
این فقط دانشمندان ستاره‌شناس نیستند که بهای آن را خواهند پرداخت. بقیه ما نیز آن را خواهیم دید. لاولر در مقاله‌ای دیگر می‌نویسد: «دیگر نمی توانید از شهر خود برای سفر تفریحی فرار کنید و ستاره‌ها را بدون هیچ مانعی ببینید؛ بلکه باید از میان شبکه‌ای از ماهواره‌های خزنده و روشن نگاه کنید، مهم نیست که چقدر از شهرها دور شده باشید.»
در حالی که نویسندگان این یادداشت تحقیقاتی جدید بر روی هابل تمرکز می‌کنند، این تنها موردی نخواهد بود که تحت تاثیر قرار می‌گیرد. هر چیزی که میدان دید وسیعی داشته باشد بهای افزایش دسترسی جهانی به اینترنت را می‌پردازد زیرا شرکت‌ها با یکدیگر برای موقعیت در این موضوع در حال رشد و پرسود مبارزه می‌کنند. رصدخانه ورا روبین (VRO) که به زودی عملیاتی می‌شود، ممکن است بیشترین آسیب را ببیند.
رصدخانه ورا روبین اولین نور خود را در سال 1403 خواهد دید. تا آن زمان، ده‌ها هزار ماهواره، از جمله استارلینک و دیگران، در آسمان وجود خواهند داشت. این مشکلی برای رصدخانه ورا روبین است که بررسی میدانی فوق‌العاده وسیع از آسمان شب به نام بررسی میراث فضا و زمان انجام می‌دهد. هر چند شب یک بار با آینه 8.4 متری خود، کل آسمان شب موجود را تصویربرداری می‌کند. یکی از کارهای آن تشخیص موارد گذرا مانند سیارک‌ها است. مشخص نیست که رشد سریع تعداد ماهواره‌ها چه تأثیری بر عملکرد آن خواهد داشت.
اگرچه بسیار بعید است، اما بدترین سناریو این است که ماهواره‌ها ما را نسبت به نزدیک شدن سیارکی خطرناک کور کنند. از بدترین سناریو که بگذریم، جمعیت ماهواره‌ای رصدخانه ورا روبین را ناکارآمد خواهد کرد. در سال 1401، رصدخانه ورا روبین بیانیه‌ای درباره تاثیر منظومه‌های ماهواره‌ای منتشر کرد. در بخشی از این بیانیه آمده است: «تقریباً 400 هزار ماهواره که اخیرا برنامه‌ریزی‌شده تا در مدار پایین زمین (LEO) قرار بگیرند، توانایی کشف مکان و زمان رصدخانه روبین (LSST) را تهدید می‌کند.»
آسمان شب بخشی از میراث بشریت است، اما بی‌قانونی گشترده‌ای در مدار پایین زمین وجود دارد، و شرکت‌ها قبل از اینکه دولت‌ها یا سازمان‌های نظارتی کنترل سخت‌تری را اعمال کنند، هجوم آورده‌اند. اگر آسمان شبِ خود را صرفاً برای دسترسی بیشتر به اینترنت تنزل دهیم، ممکن است هرگز آن را پس نگیریم. و در حالی که اینترنت ماهواره‌ای در حال پر کردن جای خالی است، این تنها راه برای پر کردن آن نیست. زیرساخت‌های زمینی می‌توانند جای خالی را پر کنند، نه به همین راحتی و نه ارزانی.
در مرکز این موضوع معادله‌ای وجود دارد. در یک طرف دسترسی به اینترنت بیشتر است و در طرف دیگر آسمان طبیعی شب است. اما آیا هر یک از ما صادقانه می‌تواند بگوید که حجم عمده ترافیک اینترنت آنقدر مهم است که نجوم، علم و شگفتی‌های بشری باید در پشت سر قرار بگیرند؟ هر چه بیشتر طبیعت را نابود کنیم، وضعمان بدتر خواهد شد. و در میان همه چیزهای مفیدی که در اینترنت اتفاق می‌افتد، یک سرزمین بایر از میم‌ها، پورنوگرافی، کارن تیک تاک، قمار، قربانی شدن و کلاهبرداری‌های بی‌پایان نیز وجود دارد.
این چیزها بخشی از هر مکالمه واقعی در مورد منظومه‌های ماهواره‌ای و تاثیر آنها بر آسمان است.
لاولر در گفتگو می‌نویسد: «در شبی صاف، بیرون بروید و به آسمان نگاه کنید. از ستاره‌هایی که اکنون می‌توانید ببینید لذت ببرید، زیرا بدون تغییرات بزرگ در برنامه‌های شرکت‌هایی که می‌خواهند منظومه‌های بزرگ راه‌اندازی کنند، چشم‌اندازتان نسبت به ستاره‌ها به‌طور چشمگیری تغییر می‌کند.»
این بیانیه ممکن است کمی هذل آمیز باشد، اما مطمئناً از ترس ملموس در جامعه نجوم صحبت می‌کند. امیدواریم اپراتورهای ماهواره به کار بر روی طرح‌های خود ادامه دهند، ستاره‌شناسان بتوانند نحوه کار در اطراف آنها را بیاموزند، و ماهواره‌ها و تلسکوپ‌ها بتوانند با هم کنار بیایند.
