Astronomowie poważnie zaniepokojeni projektami typu Starlink

Astronomowie, zarówno Ci zawodowi, jak i miłośnicy nocnego nieba, mają poważne obawy dotyczące projektu Starlink i innych “konstelacji” sztucznych satelitów. Powoli musimy liczyć się z wizją przestrzeni wokół Ziemi wypełnioną dziesiątkami tysięcy satelitów komunikacyjnych. Kilkanaście dni temu grupa zawodowych astronomów opublikowała artykuł opisujący szczegółowo ich obawy oraz przewidywalny wpływ, jaki wszystkie te satelity mogą mieć na astronomię naziemną.

SpaceX i inne firmy coraz śmielej kierują swoje kapitalistyczne oczy na przestrzeń wokół Ziemi. SpaceX i OneWeb są na tą chwilę jedynymi, które wprowadzają swoje plany podboju niskich orbit w życie, ale kilka kolejnych firm planuje zrobić to samo i ostatecznie przestrzeń okołoziemska może zaroić się od sztucznych satelitów, których liczbę będzie można szacować w dziesiątkach tysięcy.

Społeczność astronomiczna wyraziła pewne obawy dotyczące tych projektów. Królewskie Towarzystwo Astronomiczne i Amerykańskie Towarzystwo Astronomiczne wydały oświadczenia wyrażające troskę i chęć współpracy z zainteresowanymi firmami. Te wypowiedzi są grzeczne, ostrożne w swojej krytyce i napisane w duchu współpracy. Jednak niedawny artykuł przedstawia obawy społeczności astronomicznej w bardziej konkretny sposób. Jest poparty twardymi danymi i podkreśla ich niebagatelne znaczenie.


Przez stulecia naziemne obserwacje astronomiczne doprowadziły do ​​wyjątkowego postępu w naszym naukowym zrozumieniu praw natury.


Konstelacje, o których tutaj mowa to grupy sztucznych satelitów, które działając w sposób zsynchronizowany, mają na celu zapewnienie globalnego lub prawie globalnego zasięgu łączności. Mogą potencjalnie udostępnić szybki internet prawie wszędzie. Oczywiście niesie to ze sobą wiele zalet, mogących działać na wyobraźnię przeciętnego mieszkańca Ziemi.  Jednak w środowisku astronomicznym wzbudziły poważne obawy, a trzech astronomów z włoskiego INAF – Osservatorio Astronomico di Roma, szczegółowo je przedstawiło. Ci trzej to Stefano Gallozzi, Marco Scardia i Michele Maris. Ich artykuł zatytułowany jest „Obawy o naziemne obserwacje astronomiczne: Krok w kierunku ochrony nieba astronomicznego”. Sam tekst dostępny jest pod tym linkiem – https://arxiv.org/pdf/2001.10952.pdf.

Po zsumowaniu wszystkich satelitów, które firmy chcą wystrzelić w ramach planowanych projektów, na ziemskim niebie pojawi się ich łącznie około 50.000. Pytanie brzmi: jaki wpływ będą miały na naziemną astronomię? Autorzy raportu twierdzą, że taka ilość kosmicznych śmieci nieuchronnie zakłóci obserwacje astronomiczne. “W zależności od wysokości i zdolności odbicia światła na powierzchni satelitów, ich wpływ będzie co najmniej zauważalny a niektórych przypadkach katastrofalny w przypadku profesjonalnych obserwacji naziemnych”, czytamy już we wstępie raportu. „Przy ogromnej ilości około 50.000 nowych sztucznych satelitów komunikacyjnych, których umieszczenie na średniej i niskiej orbicie ziemskiej jest obecnie planowane, średnia gęstość tych obiektów wyniesie powyżej 1 satelitę dla każdego stopnia kwadratowego nieba, co nieuchronnie zaszkodzi profesjonalnym zdjęciom astronomicznym”.

Ponieważ firma SpaceX jest obecnie najbardziej zaawansowana we wdrażaniu swojego projektu, właśnie nazwa firmy Elona Muska najczęściej pojawia się w artykule. W ramach projektu Starlink, SpaceX wypuścił już prawie 250 swoich satelitów i planuje rozmieścić ich w sumie nawet 42.000. Według artykułu, satelity te będą świecić na niebie w zakresach jasności od 3 do 7 magnitudo po zachodzie słońca i przed świtem”. Autorzy twierdzą, że wszystkie te satelity pozostawią niepożądane ślady na obrazach astronomicznych i mogą zakłócać na przykład wyszukiwanie obiektów w pobliżu Ziemi. Istnieje pewne ryzyko, że nie zauważymy potencjalnego zagrożenia właśnie z powodu degradacji zdjęć śladami pozostawionymi przez sztuczne satelity. Według raportu wpłynie to negatywnie nie tylko na obrazy uzyskiwane w zakresie światła widzialnego. Poważne obawy występują również w przypadku innych długości fal kwalifikujących się do badań naziemnych, w szczególności w przypadku radioastronomii, której detektory już są nasycone wszechobecnym promieniowaniem komunikacji satelitarnej ze stacji kosmicznych, a także pochodzącym z samej Ziemi.

W maju 2019 roku Elon Musk próbował odrzucić wszelkie obawy astronomicznej społeczności dotyczące sieci Starlink. Wśród jego dość szorstkiej argumentacji znalazło się nawet stwierdzenie, że i tak musimy przenieść teleskopy na orbitę ponieważ negatywny wpływ atmosfery jest zbyt duży. Musk cieszy się dużym uznaniem w społeczności kosmicznej, więc jego słowa mogły przekonać niektórych, że projekt Starlink nie musi stać w konflikcie z astronomią. Jednak nie zapominajmy, że Musk jest przedsiębiorcą, a nie naukowcem. Mimo wszystkich swoich osiągnięć Musk nie jest ekspertem w dziedzinie astronomii ani obserwacji astronomicznych. Czy jego stwierdzenie na Twitterze, że Starlink „będzie miał ~ 0% wpływ na postępy w astronomii” jest dokładne i świadome? Trzej autorzy nowego artykułu mają w tej kwestii poważne wątpliwości. Przedstawiają zagrożenia, jakie konstelacje satelitarne stanowią dla astronomii, niezależnie od tego, czy będą one widoczne w świetle optycznym. 


Bez obserwacji naziemnych większość obecnej astronomii kosmicznej byłaby bezużyteczna lub niemożliwa.


Autorzy zaczynają od wskazania na ogromny postęp w zrozumieniu Wszechświata dokonany przez obserwacje naziemne. „Przez stulecia obserwacje astronomiczne dokonywane z powierzchni Ziemi doprowadziły do ​​wyjątkowego postępu w naszym naukowym zrozumieniu praw natury”. Trudno się z tym kłócić. W pierwszej części artykułu autorzy co prawda analizują, w jaki sposób astronomia kosmiczna lub teleskopy kosmiczne przyczyniły się do pogłębiania naszej wiedzy. Wskazują jednak, że astronomia naziemna i kosmiczna potrzebują siebie nawzajem i współpracują ze sobą, tworząc w ten sposób optymalną jak na nasze możliwości naukę. „Bez obserwacji naziemnych większość obecnej astronomii kosmicznej byłaby bezużyteczna lub niemożliwa.”

Być może Elon Musk nigdy nie słyszał o optyce adaptatywnej, która pozwala nowoczesnym teleskopom naziemnym przezwyciężyć wpływ atmosfery na obserwacje. Nadchodzące ogromne teleskopy naziemne, takie jak Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (E-ELT) i Teleskop Trzydziestometrowy (TMT), będą oczywiście wyposażone w tego typu nowoczesne mechanizmy. Autorzy zwracają również uwagę na to, co powinno być jasne dla każdego, kto myśli o tym nieco bardziej wnikliwie: w porównaniu z astronomią naziemną, teleskopy kosmiczne są niezwykle drogie i ryzykowne. Postępy w technologii teleskopów są dokonywane na Ziemi. Ich wdrożenie będzie zawsze ryzykowną częścią, ale technologie zostają już przetestowane i opracowane tutaj na Ziemi. Jak podkreślają autorzy artykułu, testowanie i rozwój nowych technologii konstrukcji teleskopów nie jest możliwy w kosmosie. „Głównym ograniczeniem teleskopów kosmicznych jest to, że nie można ich konserwować, odnawiać ani naprawiać po uruchomieniu. Hubble jest wyjątkiem – jedynym w historii teleskopem serwisowanym w przestrzeni kosmicznej, inne teleskopy kosmiczne nie mają tego szczęścia. Kiedy kończą, nie dostają drugiego życia.

ESO Very Large Telescope (VLT)

„W porównaniu z obserwatoriami naziemnymi, średni czas życia teleskopów kosmicznych jest stosunkowo niewielki. Naziemne obserwatoria działają przez kilka dziesięcioleci, a teleskopy skonstruowane na początku ery kosmicznej nadal działają w efektywny sposób. Krótko mówiąc, teleskopy kosmiczne z biegiem czasu stają się technologicznie przestarzałe, a ich naziemne odpowiedniki nadal działają. Możemy to zobaczyć na przykładzie Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). VLT składa się z czterech głównych jednostek, a pierwsza z nich ujrzała pierwsze światło w 1998 roku. Przez lata była wielokrotnie ulepszana, za każdym razem zwiększając swoje możliwości obserwacyjne. Dwa z jego instrumentów, SPHERE (pierwsze światło w czerwcu 2014 roku) i ESPRESSO (pierwsze światło we wrześniu 2016 roku), są przeznaczone do badań egzoplanet, co nie było nawet brane pod uwagę, kiedy projektowano VLT. Inne instrumenty, takie jak VISIR (termowizor VLT i spektrometr dla średniej podczerwieni) zostały również zaktualizowane do badań egzoplanet. Teleskopy kosmiczne są również bardziej kosztowne w porównaniu do teleskopów naziemnych. Projekt Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba jest rozwijany od 20 lat, a jego koszt wyniesie około 10 miliardów dolarów. Dla porównania, następna generacja naziemnych teleskopów, takich jak Gigantyczny Teleskop Magellana czy wspomniany już wyżej European Extremely Large Telescope, będzie kosztować około 1 miliarda dolarów każdy. I prawdopodobnie przeżyją JWST o dekady.

Kolejna część artykułu dotyczy rzeczywistych problemów, przed którymi stanie astronomia naziemna z powodu planowanych konstelacji satelitów. “Astronomowie są bardzo zaniepokojeni perspektywą, w której niebo widziane z Ziemi może być pokryte dziesiątkami tysięcy satelitów, co znacznie przewyższy liczbę około 9.000 gwiazd widocznych gołym okiem” – twierdzą autorzy. „To nie jest jakieś odległe zagrożenie: to już się dzieje”.

Ilość gwiazd według klas jaśności (źródło: Wiki)

Trzej astronomowie analizują wszystkie dostępne dane na temat rosnącej floty satelitów. Biorąc pod uwagę kąty widzenia, wysokość i jasność, prowadzi to do następującego wniosku: „Przy 50 tysiącach satelitów normą będzie niebo wypełnione sztucznymi obiektami – każdy stopień kwadratowy nieba będzie zawierał przynajmniej jeden rejestrowany przez amatorskie kamery astronomiczne, a nie tylko przez profesjonalne oprzyrządowanie”.
Zdaniem autorów całe to zanieczyszczenie będzie wiązać się z poważną szkodą dla obserwacji astronomicznych. Co prawda SpaceX eksperymentuje z jednym „ciemnym” satelitą, pomalowanym na czarno w celu zmniejszenia zdolności odbicia światła, jednak 75% powierzchni satelity to panele słoneczne, których oczywiście pomalować nie można. Astronomowie wskazują również na problemy wiążące się z pokryciem satelity czarną farbą, powodującym dodatkowe nagrzewanie się urządzeń co może wiązać się z możliwymi awariami, a zatem prawdopodobnie zwiększy ryzyko dla działania całego systemu.

Co więcej, nawet przy najlepszych procedurach powlekania w celu zmniejszenia wpływu na wizualne obserwacje astronomiczne, często pomija się fakt, że satelity telekomunikacyjne będą “świecić” w pasmach fal radiowych, które można rejestrować z Ziemi. Istnieją od dziesięcioleci umowy z początku ery kosmicznej, które rezerwują pewne częstotliwości radiowe dla określonych zastosowań. Częstotliwości niektórych atomów i cząsteczek w kosmosie są zarezerwowane dla radioastronomii. Należą do nich częstotliwości tlenków węgla i jego izotopy oraz H2O.

Radioastronomowie już obecnie muszą zmagać się z wszelkimi rodzajami zakłóceń. Według autorów będzie znacznie gorzej. Rozwój sieci telekomunikacyjnych najnowszej generacji (zarówno w przestrzeni kosmicznej, jak i na Ziemi) ma już ogromny wpływ na obserwacje radioastronomiczne (we wszystkich podpasmach). W przypadku flot satelitarnych na niskich orbitach okołoziemskich z dużą dozą prawdopodobieństwa można założyć, że sytuacja może stać się nie do zniesienia.


Przyszłe pokolenia mają prawo do dziewiczej i nieskażonej Ziemi, w tym prawo do czystego nieba.


W dalszej części artykułu pojawia się kwestia legalności takich działań i tego, które organy mogą zezwolić na rozmieszczenie konstelacji satelitów na orbitach wokół Ziemi. Autorzy zwracają naszą uwagę na oświadczenie UNESCO (Organizacja Narodów Zjednoczonych do spraw Oświaty, Nauki i Kultury) z 1994 roku . Oświadczenie to mówi: „Przyszłe pokolenia mają prawo do niezanieczyszczonej i nieuszkodzonej Ziemi, w tym do czystego nieba; mają prawo do korzystania z nich jako podstawy ludzkiej historii, kultury i więzi społecznych, które czynią każde pokolenie i jednostkę członkiem jednej ludzkiej rodziny”.

Satelity Starlink widoczne na mozaice przedstawiającej fragment nieba (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory / NSF / AURA / CTIO / DELVE)

To samo oświadczenie UNESCO mówi również: „Dziedzictwo światowe jest własnością całej ludzkości i chociaż mogą istnieć prawa ochronne, egzekwowanie tego jest inną kwestią, ponieważ tylko państwa mogą pozwać inne państwa na podstawie tego rodzaju traktatu międzynarodowego. Państwo jest odpowiedzialne za działania, które mają miejsce pod jego jurysdykcją – niezależnie od tego, czy są one dozwolone, czy nieupoważnione.” Trzej astronomowie zwracają uwagę na to, że skoro FCC (Federalna Komisja Łączności) i inne organy w Stanach Zjednoczonych wyraziły zgodę na projekt Starlink, mogą one być w stanie go zatrzymać. Co więcej, mogą być nawet zobowiązane do tego na mocy prawa międzynarodowego. Wspominają także Traktat o Przestrzeni Kosmicznej, wedle którego rząd państwowy (w tym przypadku rząd USA), jest prawnie odpowiedzialny za wszystkie przedmioty wysłane w kosmos, z terytorium państwa. Oznacza to, że to rząd USA jest odpowiedzialny za szkody spowodowane przez SpaceX.

Artykuł kończy się, wskazując możliwe działania prawne, które społeczność międzynarodowa mogłaby podjąć w celu powstrzymania rozwoju konstelacji satelitów. Możliwy byłby pozew przeciwko FCC, ponieważ w swojej aprobacie nie wzięła pod uwagę zanieczyszczenia nieba, co narusza ustawę o krajowej polityce ochrony środowiska. Akt ten wymaga od agencji federalnej rozważenia wpływu zatwierdzonych projektów na środowisko. Autorzy twierdzą, że FCC nie uwzględniło odpowiednio zanieczyszczenia świetlnego satelitów Starlink. Międzynarodowa społeczność astronomiczna może również „wnieść pozew z powodu braku jurysdykcji i orzecznictwa amerykańskiego FCC w zakresie zezwoleń na prywatne satelity niebędące geostacjonarnymi nad innymi państwami”. Wskazano również na Międzynarodowy Trybunał Sprawiedliwości. Trzej autorzy twierdzą, że społeczność międzynarodowa może pozwać rząd USA w MTS “aby zawiesić kolejne etapy projektu Starlink w celu oszacowania utraty finansów publicznych w krajowych i międzynarodowych projektach astronomicznych”.

“Wszystkie te prośby wynikają z głębokiego zaniepokojenia naukowców, spowodowanego obawą ograniczonego dostępu do pełnej wiedzy o Kosmosie i utraty wartości niematerialnych o nieocenionej wartości dla ludzkości” – twierdzą autorzy. Z upływem czasu przestrzeń kosmiczna staje się coraz większym problemem prawnym. Nie jest jasne, jakie rodzaje działań będą dozwolone. Kilkadziesiąt lat temu, na początku ery kosmicznej, wprowadzono prawa i porozumienia, aby utrzymać wszystko pod kontrolą. Ale nikt nie przewidział czegoś takiego jak prywatne satelity wysyłane w ilościach wręcz hurtowych. W tej sytuacji ramy prawne dotyczące przestrzeni kosmicznej prawdopodobnie znajdą się pod dużą presją i będą musiały zostać dostosowane do nowych wyzwań.


Astronomers Have Some Serious Concerns About Starlink and Other Satellite Constellations

 

Może Ci się również spodoba

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.