− Wielu astronomów obawia się, że satelity, które na obrazach teleskopowych wyglądają jak długie smugi, mogą utrudniać, a nawet uniemożliwiać prowadzenie obserwacji astronomicznych wykonywanych z powierzchni Ziemi – mówi dr Przemysław Mróz z Obserwatorium Astronomicznego UW, który wraz z międzynarodowym zespołem naukowców zbadał wpływ rosnącej liczby satelitów na obserwacje astronomiczne.
Od kilku lat amerykańska firma SpaceX umieszcza na orbicie wokółziemskiej coraz więcej satelitów telekomunikacyjnych o nazwie Starlink. Obecnie sieć Starlink składa się z prawie 1800 satelitów, krążących na wysokości 550 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. A docelowo ma składać się z aż 42 tysięcy satelitów. Projekt SpaceX budzi kontrowersje, między innymi wśród naukowców.
Astronomowie z międzynarodowego zespołu badawczego, którego pracami kieruje dr Przemysław Mróz z OA UW, przeanalizowali archiwalne obrazy nieba wykonane przez przegląd nieba ZTF (ang. Zwicky Transient Facility). Jest to projekt realizowany za pomocą teleskopu znajdującego się w amerykańskim Obserwatorium Palomar w Kalifornii. Co dwa dni wykonywane są zdjęcia całego dostępnego nieba w poszukiwaniu kosmicznych obiektów, które zmieniają jasność, poruszają się lub w jakikolwiek inny sposób zmieniają w czasie. Są to między innymi asteroidy bliskie Ziemi czy wybuchy gwiazd supernowych. Wyniki tych analiz zostały opublikowane w czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters”, wydawanym przez Amerykańskie Towarzystwo Astronomiczne.
Smugi o świcie i zmierzchu
Dane zebrane przez ZTF pomiędzy listopadem 2019 a wrześniem 2021 roku pozwoliły na wykrycie 5301 smug wywołanych przez satelity Starlink. Większość z nich została znaleziona na obrazach wykonanych w trakcie zmierzchu lub świtu, czyli tuż po zachodzie Słońca lub przed jego wschodem, kiedy światło słoneczne odbija się od powierzchni satelitów. − Obserwacje wykonywane w trakcie zmierzchu lub świtu są niezwykle istotne w identyfikacji potencjalnego ryzyka − w znajdowaniu asteroid, które mogą zbliżyć się do Ziemi i które znajdują się na niebie w pobliżu Słońca. Do tej pory projekt ZTF odkrył kilkanaście takich obiektów, między innymi 2020 AV2, czyli pierwszą planetoidę, której orbita mieści się w całości wewnątrz orbity Wenus. W 2019 roku obserwowaliśmy satelity Starlink na zaledwie 0,5% spośród wszystkich obrazów wykonanych podczas zmierzchu lub świtu. Teraz to prawie 20% – mówi dr Mróz.
– Przedstawiciele firmy SpaceX zakładają, że przed 2027 rokiem sieć Starlink będzie składać się z około 12 tysięcy satelitów. Szacujemy, że wtedy co najmniej jedna smuga będzie widoczna na niemal wszystkich obrazach zebranych w trakcie zmierzchu lub świtu. Obserwacje wykonane w trakcie pozostałych części nocy są mniej podatne na wpływ satelitów Starlink, które wtedy chowają się w cieniu Ziemi. Nie możemy wykluczyć, że w przyszłości inne firmy umieszczą swoje satelity na wyższych orbitach. Wtedy smugi mogłyby być widoczne przez całą noc – mówi astronom.
Obserwacja zza smug
Z badań naukowców wynika, że mimo wzrostu liczby obserwowanych satelitów ich wpływ na obserwacje wykonane przez przegląd nieba ZTF nie jest jeszcze znaczący. Prof. Tom Prince z California Institute of Technology, współautor artykułu w „Astrophysical Journal Letters”, zauważa, że pojedyncza smuga zajmuje mniej niż 0,1% całego obrazu nieba wykonywanego przez ZTF. − Możemy przegapić asteroidę lub inny obiekt znajdujący się za smugą satelity, ale w porównaniu z innymi czynnikami, takimi jak zła pogoda, to niewielki efekt dla ZTF – mówi. Z drugiej strony rosnąca liczba satelitów powoduje, że analiza danych staje się coraz bardziej skomplikowana i konieczne jest tworzenie specjalnego oprogramowania, służącego do łagodzenia negatywnego wpływu smug na obserwacje astronomiczne. Jak przewidują naukowcy, niektóre obserwacje mogą zostać bezpowrotnie utracone.
Astronomowie sprawdzili również, jak specjalne osłony, zaprojektowane przez SpaceX i montowane w satelitach od 2020 roku w celu zapobiegania odbiciu światła, wpływają na jasność smug na obrazach nieba. Według przeprowadzonych badań osłony powodują, że satelity są prawie pięciokrotnie słabsze i mają jasność ok. 6,8 magnitudo (najjaśniejsze gwiazdy na niebie mają jasność ok. 1 magnitudo, a najsłabsze gwiazdy widoczne gołym okiem – ok. 6 magnitudo). Satelity Starlink są jednak wciąż zbyt jasne, by spełnić wymagania ustanowione podczas konferencji Satellite Constellations 1 (SATCON1) w 2020 roku. Wtedy naukowcy i przedstawiciele firm sektora kosmicznego debatowali nad wpływem konstelacji satelitów na badania astronomiczne i środowisko. Eksperci zaproponowali, żeby wszystkie satelity wynoszone na orbitę wokół Ziemi były słabsze niż 7 magnitudo, co znacznie zmniejszyłoby ich negatywny wpływ na obserwacje astronomiczne.
Autorzy badań opublikowanych w „Astrophysical Journal Letters” podkreślają, że ich analizy odnoszą się głównie do stosunkowo niewielkich teleskopów, takich jak teleskop projektu ZTF o średnicy lustra rzędu 1 m. Wpływ smug satelitów może mieć istotniejsze znaczenie na obserwacje prowadzone za pomocą większych i bardziej czułych teleskopów, na przykład Obserwatorium im. Very Rubin o średnicy ponad 8 m. Naukowcy będą obserwowali całe dostępne niebo w poszukiwaniu zmiennych i poruszających się obiektów, między innymi asteroid bliskich Ziemi.