Astronomové mají nějaké vážné obavy ohledně Starlink a dalších satelitních konstelací

Představte si prostor kolem Země naplněný desítkami tisíc komunikačních satelitů. Tento scénář pomalu začíná vznikat a má obavy astronomů. Nyní skupina astronomů napsala referát, ve kterém popsala jejich podrobné obavy a jak by všechny tyto satelity mohly mít vážný negativní dopad na pozemní astronomii.

SpaceX a další společnosti vrhají své ostré kapitalistické oči na vesmír kolem Země. SpaceX a OneWeb jsou doposud jedinými společnostmi, které spustily jakoukoli část svých satelitních konstelací. Řada dalších společností však plánuje totéž, a nakonec se všechny tyto satelity budou počítat v řádu desítek tisíc.

Astronomická komunita vyvolala některé obavy z těchto satelitních konstelací. Královská astronomická společnost a americká astronomická společnost vydaly prohlášení, která vyjadřují jejich obavy a touhu spolupracovat se společnostmi v oboru satelitní konstelace. Tato prohlášení jsou zdvořilá, opatrná ve své kritice a psaná v duchu spolupráce.

Tento nový dokument však obsahuje všechny obavy astronomické komunity, zálohované daty a naléhavěji zdůrazňuje jejich názor.

"Po staletí pozemní astronomická pozorování vedla k výjimečnému pokroku v našem vědeckém porozumění zákonům přírody."

Od „Obav z pozemních astronomických pozorování: Krok k ochraně astronomického nebe“

Satelitní souhvězdí je skupina umělých satelitů, které spolupracují na poskytování globálního nebo téměř globálního komunikačního pokrytí. Mají potenciál zpřístupnit vysokorychlostní internet téměř kdekoli. Zjevně to má spoustu výhod.

Existují však také kritiky a tři astronomové z Itálie tyto kritiky podrobně představili. Jsou to Stefano Gallozzi, Marco Scardia a Michele Maris. Jejich článek je nazván „Obavy z pozemních astronomických pozorování: Krok k ochraně astronomického nebe.“

Když sečtete všechny satelity, které společnosti chtějí vypustit jako součást svých souhvězdí, dostanete někde kolem 50 000 satelitů. Otázkou je, jaký dopad budou mít tyto satelity na pozemní astronomii? Autoři zprávy tvrdí, že všechny tyto satelity nevyhnutelně poškodí astronomické pozorování.

Poznámka pro čtenáře: Angličtina není prvním jazykem autorů příspěvku, takže některé citace obsahují malé nekonzistence, ale jejich význam je jasný.

"V závislosti na jejich nadmořské výšce a povrchové odrazivosti není jejich příspěvek k jasu oblohy zanedbatelný pro profesionální pozemní pozorování," uvádí se v úvodu zpráva. "S obrovským množstvím asi 50 000 nových umělých satelitů pro telekomunikace, které mají být spuštěny na střední a nízké oběžné dráze Země, bude průměrná hustota umělých objektů> 1 satelit na čtvereční stupeň oblohy; to nevyhnutelně poškodí profesionální astronomické obrazy. “

Protože SpaceX je nejvzdálenější v nasazení jejich souhvězdí a jejich jméno se často objevuje v novinách. Systém Starlink společnosti SpaceX již uvedl téměř 250 svých satelitů a plánuje nasazení celkem 42 000 satelitů. Podle článku tyto satelity „budou svítit od 3. do 7. magnitudy na obloze po západu slunce a před úsvitem.“

Autoři říkají, že všechny tyto satelity nevyhnutelně zanechají stopy na astronomických obrazech, a mohou bránit hledání objektů Near Earth Objects. Existuje určité riziko, že kvůli všem těmto satelitům možná nezjistíme potenciální dopad.

Podle zprávy však budou negativně ovlivněny nejen obrázky. "Vážné obavy jsou společné také pro jiné vlnové délky způsobilé pro pozemní průzkum, zejména pro radioastronomii, jejíž detektory jsou již nasyceny všudypřítomným ozařováním družicové komunikace z vesmírných stanic i ze země."

V květnu 2019 se Elon Musk pokusil odmítnout jakékoli astronomické obavy týkající se Starlink. Mezi jeho poněkud drsné odmítnutí kritiky patřil i výrok, že „Teleskopy <sic> musíme stejně přesunout na oběžné dráhy. Atmosférický útlum je hrozný. “

Musk má v kosmické komunitě obrovský profil, takže některá jeho slova mohla přesvědčit, že mezi Starlinkem a astronomií nejsou žádné problémy. Musk je podnikatel, ne vědec.

Musk není pro všechny své úspěchy odborníkem na astronomii ani astronomické pozorování. Je jeho tvrzení, že Starlink „bude mít ~ 0% dopad na pokrok v astronomii,“ přesné a informované?

Zdá se, že ti tři autoři nového příspěvku si to nemyslí. Nastiňují rizika, která představují satelitní konstelace pro astronomii, a nejde jen o to, zda jsou viditelné v optickém světle. Poukazují na „nebezpečné následky plynoucí z takových změn v populaci malých satelitů. Je nastíněna účelová strategie pro naléhavý zásah k ochraně a ochraně každého astronomického pásma pozorovatelného ze země. “

"Bez pozemních pozorování by byla většina současných kosmických astronomií zbytečná nebo nemožná."

Z „KONCERTŮ O ASTRONOMICKÝCH POZOROVÁNÍCH Z OBCHODU: KROK K OCHRANĚ ASTRONOMICKÉHO OBY“

Autoři začínají na začátku poukazem na obrovský pokrok v porozumění učiněný pozemními pozorováními. "Po staletí pozemní astronomická pozorování vedla k výjimečnému pokroku v našem vědeckém porozumění zákonům přírody." Těžko se hádat.

V první části příspěvku se mluví o tom, jak kosmická astronomie neboli kosmické dalekohledy přispěly k poznání. Poukazují však na to, že pozemská a kosmická astronomie se navzájem potřebují a vytvářejí nejlepší vědu, když spolupracují. "Bez pozemních pozorování by byla většina současných kosmických astronomií zbytečná nebo nemožná."

Lze s jistotou říci, že autoři nesouhlasí s Muskovým tvrzením, že „musíme i tak přesunout dalekohledy <sic> na oběžné dráhy. Atmosférický útlum je hrozný. “

Možná Musk nikdy neslyšel o adaptivní optice. Adaptivní optika umožňuje moderním pozemním dalekohledům překonat vliv atmosféry na pozorování. Připravované dalekohledy, jako je Evropský mimořádně velký dalekohled a Třicetimetrový dalekohled, mají ve svých designech adaptivní optiku.

Autoři také poukazují na to, co by mělo být jasné každému, kdo o tom přemýšlí velmi dlouho: ve srovnání s pozemní astronomií jsou kosmické teleskopy nesmírně drahé. A riskantní.

Pokroky v technologii dalekohledů jsou zde na Zemi. Jejich nasazení je riskantní část, ale technologie již byly na Zemi testovány a vyvíjeny. Jak autoři článku zdůrazňují, testování a vývoj nových technologií dalekohledů není ve vesmíru proveditelný.

"Hlavním omezením kosmických dalekohledů je to, že po startu nemohou být udržovány, renovovány ani opravovány." Hubble je výjimkou a jiné kosmické dalekohledy nebyly udržovány. Jakmile je hotovo, hotovo.

„Ve srovnání s pozemními observatořími je průměrná životnost kosmických dalekohledů řádově několik desítek let nebo méně. Naopak pozemní observatoře trvají několik desetiletí, s dalekohledy instalovanými na začátku vesmírné éry opět ziskovým způsobem. “ Stručně řečeno, vesmírné dalekohledy se stávají technologicky zastaralými, zatímco jejich protějšky na zemi stále pracují.

Vidíme to s velmi velkým dalekohledem Evropské jižní observatoře (ESO) (VLT). VLT je tvořen čtyřmi primárními jednotkami a první viděl první světlo v roce 1998. V průběhu let byl několikrát upgradován a pokaždé zvyšoval své pozorovací schopnosti. Dva ze svých nástrojů, SPHERE (první světlo v červnu 2014) a ESPRESSO (první světlo v září 2016), jsou navrženy tak, aby studovaly exoplanety, což nebylo při navrhování VLT důležité. Další nástroje, jako VISIR (VLT Imager a Spectrometer pro střední infračervené záření), byly upgradovány na studium exoplanet.

Vesmírné dalekohledy jsou také nákladné ve srovnání s pozemními dalekohledy. Kosmický dalekohled James Webb se vyvíjí již 20 let a bude stát 10 miliard USD. Ale příští generace pozemních dalekohledů, jako Giant Magellanův dalekohled a Evropský extrémně velký dalekohled, bude stát asi 1 miliardu dolarů každý. A pravděpodobně přežijí JWST o několik desetiletí.

Nitty-drsná část článku se zabývá skutečnými problémy, kterým bude pozemská astronomie čelit ze satelitních konstelací. V některých elektromagnetických vlnových délkách jsou kosmické dalekohledy mnohem účinnější než pozemní dalekohledy. Například v dálkovém infračerveném záření hodně z toho blokuje atmosféra. Ale to neříká celý příběh.

V článku autoři hovoří o degradaci oblohy. Tato degradace není způsobena pouze světelným znečištěním na zemi, ale „je to také kvůli křížení umělých satelitních flotil a zjizvení pozorování s jasnými paralelními pruhy / stezkami ve všech zeměpisných šířkách.“

Starlink sám by rád umístil na oběžné dráze až 40 000 satelitů. To je jen jedna společnost z několika s plány na spuštění satelitních konstelací. Nikdo neví, kolik jich bude nakonec, ale je spravedlivé použít k diskusi 50 000 satelitů.

"Astronomové jsou velmi znepokojeni možností, že nebe ze Země mohou být pokryty desítkami tisíc satelitů, což značně převýší přibližně 9 000 hvězd, které jsou viditelné lidským okem bez pomoci," tvrdí autoři. "To není žádná vzdálená hrozba: už se to děje."

Tři astronomové rozdělují všechna čísla pro rostoucí flotilu satelitů Země. S ohledem na pozorovací úhly, nadmořskou výšku a jas je vede k tomuto závěru: „Takže s 50k satelity bude„ normálností “obloha plná umělých objektů: každý čtvercový stupeň oblohy bude mít v sobě satelitní plazivý po celém pozorování noci přístupné a viditelné astronomickými kamerami a nejen profesionálním přístrojovým vybavením. “

Podle autorů bude toto všechno světelné znečištění vážnou škodou pro astronomické pozorování. Uznávají, že SpaceX experimentuje s jedním „tmavým“ satelitem, který je natřen černě, aby se snížila odrazivost. Poukazují však na to, že 75% povrchu satelitu jsou solární panely, které samozřejmě nelze malovat. Poukazují také na problémy s lakováním satelitní černé: „Pokud bude satelitní tělo potlačeno tak, aby odráželo sluneční světlo, absorbuje příliš mnoho tepla s možnými poruchami, pravděpodobně tak zlepší řízení rizik pro celou flotilu a vytvoří tmavý povlak je neúčinný nebo dokonce kontraproduktivní. “

Pak je tu celý problém rušení rádiového pásma. "I při nejlepších postupech nanášení a zmírňování, které snižují dopad na vizuální astronomická pozorování, je často opomíjeno nebo zapomínáno, že telekomunikační konstelace budou svítit v pásmech rádiových vln, pozorovatelných ze země."

Existují desetiletí staré dohody od začátku kosmického věku, které vyhrazují určité rádiové frekvence pro určitá použití. Frekvence určitých atomů a molekul v prostoru jsou vyhrazeny pro radioastronomii. Mezi ně patří oxid uhelnatý a jeho izotopy a H2O.

Rádio astronomové již musí bojovat se všemi druhy rušení. Podle autorů se to zhorší. „Co se obecně neuznává, je to, že vývoj telekomunikačních sítí nejnovější generace (jak z vesmíru, tak ze Země) již má výrazný dopad na radioastronomická pozorování (ve všech dílčích pásmech): u satelitních flotil LEO je zcela jisté, že by se situace mohla stát nesnesitelnou. “

"Osoby náležející k budoucím generacím mají právo na nekontaminovanou a nepoškozenou Zemi, včetně čisté oblohy;"

Všeobecná deklarace lidských práv UNESCO pro budoucí generace.

Pak je zde otázka legality a které orgány mohou povolit rozmístění satelitních konstelací.

Autoři upozorňují na výrok UNESCO z roku 1994 (Organizace spojených národů pro vzdělávání, vědu a kulturu). Toto prohlášení říká: „Osoby patřící k budoucím generacím mají právo na nekontaminovanou a nepoškozenou Zemi, včetně čisté oblohy; mají nárok na jeho požitek jako základ lidské historie kultury a sociálních vazeb, díky nimž je každá generace a jednotlivec členem jedné lidské rodiny. “

Stejné prohlášení UNESCO rovněž říká: „Světové dědictví je zde vlastnictvím celého lidstva, a přestože mohou existovat ochranné zákony, vymáhání je další věcí, protože pouze státy mohou žalovat jiné státy v rámci tohoto typu mezinárodní smlouvy. Stát je odpovědný za činnosti, které se dějí v jeho jurisdikci - ať už jsou povoleny nebo nepovoleny. “

Tři astronomové poukazují na to, že jelikož FCC a další orgány ve Spojených státech udělily společnosti Starlink souhlas, mohou být také schopny Starlink zastavit. Mohou být dokonce povinni podle mezinárodního práva.

Rovněž zmiňují Smlouvu o vesmíru a říkají: „A právní proces spočívá v tom, že státní vláda, tentokrát vláda USA, je právně odpovědná za všechny objekty odeslané do kosmického prostoru, které se vypouštějí z hranic USA. To znamená, že za újmu způsobenou její společností, Starlink, odesílání předmětů na oběžné dráze, které způsobují újmu, je zodpovědná vláda USA. “

Článek se blíží ke konci a upozorňuje na možná právní opatření, která by mezinárodní společenství mohla podniknout, aby zastavila konstelace satelitů.

Mohli žalovat FCC, protože při svém souhlasu nezohlednili lehké znečištění, což porušuje zákon o národní politice životního prostředí. Tento akt vyžaduje, aby každá federální agentura zvážila dopad projektů, které schválí, na životní prostředí. Autoři tvrdí, že komise FCC dostatečně nezohlednila světelné znečištění ze Starlink.

Mezinárodní astronomická komunita by se mohla „u soudu domáhat nedostatku jurisdikce a jurisprudence US FCC k autorizaci soukromých ne geostacionárních satelitů nad jinými státy a národy“. To zpochybňuje právo FCC dokonce povolit satelitní konstelace, které cestují po jiných zemích.

Pak je tu Mezinárodní soudní dvůr (ICJ). Tři autoři říkají, že mezinárodní společenství by mohlo žalovat vládu USA u ICJ „…… pozastavit další spouštění Starlink za účelem kvantifikace ztráty veřejných financí při poškozování národních a mezinárodních astronomických projektů.“

Mezinárodní astronomická komunita zahájila petici v lednu 2020. Komunita chce, aby se Starlink a další přidrželi, chtějí astronomické pozorování zavést právní ochranu a chtějí omezit počet satelitních konstelací na minimum.

"Všechny tyto žádosti pocházejí z upřímného zájmu vědců, který vyplývá z hrozeb, kterým bude zabráněno v přístupu k úplným znalostem Kosmosu a ztrátě nehmotného aktiva nesmírné hodnoty pro lidstvo," tvrdí autoři.

Jak plyne čas, vesmír se stává více legálním morem. Přesně to, jaké typy činností budou povoleny, není jasné. Před deseti lety, na začátku kosmického věku, byly zavedeny zákony a dohody, které udržují věci pod kontrolou.

Nikdo však nepředvídal nic, jako jsou satelitní konstelace, a právní rámec upravující prostor bude pravděpodobně pod velkým tlakem.

Více:

• Výzkumná kniha: Obavy z pozemních astronomických pozorování: Krok k ochraně astronomického nebe
• Wikipedia: Starlink
• Americká astronomická společnost: Prohlášení o poloze v souhvězdí satelitů