Konstelacje satelitów wpłyną na obserwacje astronomiczne. Mogą zrujnować nawet połowę przeglądów całego nieba
W ostatnich miesiącach astronomowie na całym świecie wyrażają swoje obawy o wpływ mega-konstelacji satelitów na badania naukowe.
Aby lepiej zrozumieć wpływ takich konstelacji na obserwacje astronomiczne, Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) zleciło analizę wpływu satelitów na obserwacje prowadzone w zakresie promieniowania widzialnego i podczerwonego za pomocą teleskopów należących do ESO. Analiza objęła 18 różnych konstelacji satelitów rozwijanych przez SpaceX, Amazon, OneWeb i inne firmy - łącznie 26 tys. satelitów.
Artykuł prezentujący wyniki badań zaakceptowano właśnie do publikacji w periodyku Astronomy & Astrophysics.
Źródło: ESO/Y. Betelsky/L. Calcada
W toku badań naukowcy ustalili, że budowane konstelacje satelitów będą miały umiarkowany wpływ na duże teleskopy takie jak VLT (Very Large Telescope) czy budowany właśnie ELT (Extremely Large Telescope). Wpływ satelitów będzie wyraźniejszy w przypadku długich ekspozycji (ok. 1000 s), gdzie satelity mogą zepsuć do 3 proc. obserwacji realizowanych między świtem a wschodem słońca i między zachodem słońca i zmierzchem.
Obserwacje o czasie ekspozycji krótszym od 1000 s odczują wpływ rzędu 0,5 proc. Satelity będą miały jeszcze mniejszy wpływ na obserwacje prowadzone już po zmierzchu, ponieważ przelatując nad obserwatorium będą znajdowały się w cieniu Ziemi i nie będą odbijały światła słonecznego. W zależności od konkretnego projektu naukowego, wpływ satelitów na obserwacje można zmniejszyć odpowiednio ustalając harmonogram obserwacji prowadzonych za pomocą teleskopów.
Badania wskazują, że satelity będą miały największy wpływ na przeglądy całego nieba realizowane za pomocą dużych teleskopów. Są one w stanie zrujnować nawet 30-50 proc. obserwacji prowadzonych na przykład w Obserwatorium Very C. Rubin w zależności od pory roku i pory dnia.
Teleskopy znajdujące się w tym obserwatorium są w stanie wykonywać szybkie skany dużych połaci nieba, dzięki czemu idealnie nadają się do rejestrowania krótkotrwałych zjawisk, takich jak eksplozje supernowych czy przeloty zagrażających nam planetoid. Dzięki temu, że takie teleskopy są w stanie w krótkim czasie tworzyć bardzo duże bazy danych i odkrywać ciekawe obiekty do obserwacji za pomocą innych teleskopów, społeczność astronomiczna uważa takie przeglądy nieba za priorytetowe dla dalszego rozwoju astronomii.
Amatorzy oraz zawodowi astronomowie podnoszą także ryzyko zniszczenia widoku czystego nieba przez megakonstelacje satelitów.
Badania wskazują, że w przeciętnym obserwatorium na średnich szerokościach geograficznych w każdym momencie nad horyzontem znajdzie się około 1600 satelitów, z czego większość znajdzie się nisko nad horyzontem (do wysokości ok. 30 stopni). Wyżej - w tej części nieba, w której prowadzone są obserwacje astronomiczne - w każdej chwili będzie około 250 satelitów.
Choć wszystkie będą oświetlone podczas zachodu słońca, to szybko będą się chowały w cieniu Ziemi w kolejnych godzinach nocy. W ramach swoich badań astronomowie oszacowali jasność wszystkich tych satelitów. W okolicach zmierzchu widocznych gołym okiem może być około 100 satelitów, z czego około 10 znajdzie się wyżej niż 30 stopni nad horyzontem.
Liczby te szybko spadają wraz z przejściem zmierzchu w noc i wejściem satelitów w cień Ziemi. Ogólnie rzecz biorąc, nowe konstelacje satelitów podwoją liczbę satelitów widocznych gołym okiem powyżej 30 stopni nad horyzontem.
W powyższych liczbach nie uwzględniono tzw. pociągów satelitów, widocznych tuż po ich starcie z Ziemi. Choć są one spektakularne i jasne, to są to obserwacje pojedyncze i przejściowe i widoczne tuż po zachodzie i przed wschodem słońca i na bardzo ograniczonym obszarze ziemi.
Źródło: ESO/M. Zamani
W trakcie badań naukowcy przyjęli pewne uproszczenia i założenia pozwalające im uzyskać konserwatywne szacunki wpływu satelitów na obserwacje. W rzeczywistości wpływ może być mniejszy niż przedstawiono powyżej. Do bardziej precyzyjnego obliczenia ich rzeczywistego wpływu na obserwacje, niezbędne jest stworzenie bardziej wyrafinowanych modeli. Choć w trakcie prac badacze skupiali się na teleskopach należących do ESO, powyższe wyniki można zastosować także do innych, podobnych teleskopów rejestrujących promieniowanie w zakresie widzialnym i podczerwonym.
Konstelacje satelitów będą miały także wpływ na obserwacje prowadzone w zakresie promieniowania radiowego, milimetrowego i submilimetrowego przez teleskopy takie jak ALMA czy APEX. Wpływ na te obserwacje będzie dopiero analizowany.
