IAU po raz kolejny podnosi problem zaświetlenia nieba mega-konstelacjami satelitarnymi

Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) wydała nowe oświadczenie, w którym po raz kolejny porusza problem niebezpieczeństwa, w jakim znajduje się nocne niebo. Dostępność do naturalnie ciemnego nieba jest malejąca od wielu lat na skutek zjawiska zanieczyszczenia sztucznym oświetleniem. Ta zmora dotyka nie tylko pasjonatów astronomii, którzy w terenach miejskich zmuszeni są do ograniczenia się w obserwacjach do jaśniejszych obiektów, głównie Układu Słonecznego, a dla ujrzenia słabszych obiektów zmuszeni są wyjeżdżać daleko poza miasta, ale dotyka także obserwatoria profesjonalne i astronomów prowadzących naukowe obserwacje, którzy dla ich dokładnego przeprowadzania muszą uciekać jak to tylko możliwe od źródeł cywilizacji i zaśmiecenia nieba sztucznym oświetleniem.

W dzisiejszych czasach jednak pojawiło się zupełnie nowe zagrożenie, przed którym już nawet ucieczka pod wiejskie niebo nie będzie rozwiązaniem. Chodzi o tzw. mega-konstelacje satelitów, które agencje i prywatne przedsiębiorstwa planują umieszczać w przestrzeni kosmicznej. W ostatnim czasie prym wiedzie tu - i zapewne jest głównym powodem zabrania głosu przez IAU - SpaceX budujące mega-konstelację systemu ➨ Starlink na niskiej orbicie okołoziemskiej docelowo mającą się składać z 12000 osobnych obiektów. Dotychczasowe cztery starty paczek Starlinków (w tym 3 operacyjne 1 testowa) sprawiły, że SpaceX umieścił ich jak na razie 240 (w każdym starcie wyniesionych zostaje 60 satelitów), co stanowi jedynie 2% z całej planowanej konstelacji, a już stało się to poważnym utrudnieniem dla profesjonalnych obserwatoriów czy pasjonatów astrofotografii.

Fot. 1. Około 19 Starlinków zostało zarejestrowanych krótko po starcie w listopadzie 2019 roku przez detektor DECam zamontowany na 4-metrowym teleskopie Blanco w Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) przez astronomów Clarę Martinez-Vazquex i Cliffa Johnsona. Luki między ścieżkami satelitów wynikają z przerw między czipami CCD kamery DECam. Credit: NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/CTIO/AURA/DELVE

W ostatnich dniach Międzynarodowa Unia Astronomiczna opublikowała nowy komunikat prasowy opisujący jak w astronomię i obserwatorów uderzą mega-konstelacje satelitarne. Astronomowie IAU przeprowadzili symulację sytuacji z 25000 wyniesionymi w przestrzeń satelitami podobnymi ze swojej natury do obiektów wystrzeliwanych dla SpaceX, Amazon i OneWeb, a wyniki prezentują się druzgocąco:

1. Liczba satelitów nad horyzontem w dowolnym momencie wynosić może między 1500 a kilka tysięcy. Większość pojawi się bardzo blisko horyzontu, a jedynie relatywnie niewielka ich liczba przeleci bezpośrednio przez wyższe elewacje czy zenit. 

2. Nawet kiedy już Słońce znajdzie się 18 stopni poniżej horyzontu - to znaczy gdy zapada stan nocy astronomicznej, "najciemniejszy" okres nocy, liczba oświetlonych satelitów przebywających nad horyzontem wyniesie około 1000. Liczby te zmniejszą się w godzinach około lokalnej północy, kiedy wiele obiektów znajdzie się już w strefie cienia ziemskiego i nocy orbitalnej. 

3. W tym momencie jest trudnym do przewidzenia, ile spośród oświetlonych satelitów będzie widocznych nieuzbrojonym okiem z powodu niepewności co do ich albedo. Jest prawdopodobne, że znaczna większość będzie zbyt słaba, aby ujrzeć je gołym okiem. W pewnym stopniu będzie to także zależne od eksperymentów, choćby takich te ostatnio przeprowadzone przez SpaceX, który zdecydował się pokryć testowo jednego ze Starlinków specjalną powłoką zmniejszającą odbijanie promieni słonecznych. Jednak niestety - 

4. - nawet jeśli większość satelitów będzie niewidoczna nieuzbrojonym okiem, mega-konstelacje stanowić będą poważny problem dla astronomii profesjonalnej. Ślady po przelotach tych satelitów są wystarczająco jasne, aby nasycić nowoczesne detektory dużych teleskopów, a zaawansowane obserwacje astronomiczne "szerokiego pola" kosmosu zostaną poważnie zaburzone. (nawet na docelowych orbitach satelity te nie staną się aż tak ciemne, by miały stać się niezauważane przez obserwatoria czy choćby długoczasowe ekspozycje fotograficzne na sprzęcie amatorskim).

5. Obserwatorium Vera C. Rubin aktualnie budowane w Chile taką sytuacją będzie dotknięte szczególnie wyraźnie. Innowacyjne obserwatorium ma skanować szerokie, duże obszary nieba m.in. w poszukiwaniu asteroid w pobliżu Ziemi czy badając ciemną energię. Według symulacji IAU, aż 30% zdjęć już zaledwie 30-sekundowych ekspozycji wykonywanych w godzinach zmierzchu będzie zaburzonych wpływem sztucznych obiektów z mega-konstelacji. Teoretycznie skutki nowych satelitów można złagodzić, na przykład poprzez precyzyjne przewidywanie ich orbit i następnie przerywanie obserwacji w razie konieczności podczas ich przelotów nad obserwatorium, jednak będzie to bardzo uciążliwa procedura (a w mej ocenie - biorąc pod uwagę planowaną liczebność mega-konstelacji i częstość, z jaką trzeba by przerywać obserwacje - procedura wręcz pozbawiona sensu).

Zwrócono uwagę, że nie ma na dzień dzisiejszy jakichś międzynarodowych zasad prawnych regulujących jasność orbitujących obiektów skonstruowanych przez człowieka. Nie trudno się temu dziwić, wszak do dzisiejszych czasów wydawały się one zupełnie niepotrzebne. Jednakże mega-konstelacje zagrażają - jak to ujęła słusznie IAU w komunikacie prasowym - niezanieczyszczonemu widokowi nocnego nieba z ciemnych miejsc, które należy uznać za nieodwołalne światowe dziedzictwo ludzkości. Dlatego też IAU podnosi rangę problemu i przedstawi swoje ustalenia na posiedzeniach Komitetu OZN ds. Pokojowego Wykorzystania Przestrzeni Kosmicznej, zwracając uwagę światowych przywódców na ten problem.

Fot. 2. Zdjęcie grupy galaktyk NGC5353/4 wykonane za pomocą teleskopu w Obserwatorium Lowell w Arizonie, w nocy z soboty 25 maja 2019 r. Ukośne linie biegnące wzdłuż obrazu to ślady odbitego światła pozostawionego przez ponad 25 z 60 niedawno wystrzelonych Starlinków, gdy przelatywały przez niewielkie pole widzenia teleskopu. Chociaż ten obraz służy jako ilustracja wpływu odbicia światła słonecznego od konstelacji satelitów, należy pamiętać, że gęstość i skupienie tych satelitów jest znacznie wyższa w pierwszych dniach po wystrzeleniu, jak obrazuje to zdjęcie, a także że satelity będą zmniejszać jasność, gdy osiągną swoją końcową wysokość orbity. Credit: Victoria Girgis/Lowell Observatory

Zaniepokojenie wpływem rosnącej dynamicznie liczby sztucznych obiektów IAU wyraziła już w czerwcu 2019 roku, miesiąc po starcie testowej paczki Starlinków, zwracając uwagę nie tylko na zaburzanie pracy obserwatoriów, ale też na niszczenie nieskazitelnego wyglądu nocnego nieba z ciemnych regionów na polu astronomii miłośniczej czy zaawansowanej astrofotografii amatorskiej.

W niniejszym oświadczeniu skupiono się na także na długościach fal optycznych. IAU uważa, że potencjalne konsekwencje mega-konstelacji satelitów są w tym względzie niepokojące. Będą miały negatywny wpływ nie tylko na postęp astronomii naziemnej, optycznej, ale też radiowej i będą wymagały przekierowania zasobów ludzkich i finansowych z podstawowych badań naukowych na studiowanie i wdrażanie środków zaradzających problemowi.

Ochronie niezanieczyszczonego widoku nocnego nieba i ciemnych miejsc obserwacyjnych poświęcono dużo uwagi. Aby złagodzić wpływ konstelacji satelitów, IAU w ścisłej współpracy z Amerykańskim Towarzystwem Astronomicznych (AAS) będzie nadal inicjować dyskusje z agencjami kosmicznymi i prywatnymi firmami, które planują uruchomienie lub już operują w jakimś stopniu planowanymi konstelacjami satelitów. Podkreślono, że postęp technologiczny jest możliwy tylko dzięki równoległemu postępowi wiedzy naukowej. Satelity nie działałyby ani nie komunikowałyby się bez niezbędnego wkładu astronomii i fizyki. W interesie wszystkich leży więc zachowanie i wspieranie postępu nauk podstawowych jak astronomia, mechanika niebieska i orbitalna.

Najbliższy start piątej paczki 60 Starlinków powinien nastąpić 16 lutego o godz. 16:25 CET. Ewentualne obserwacje i relacje zamieszczamy w dyskusji pod tekstem poświęconym ➨ Starlinkom. 

  f    t   Bądź na bieżąco z tekstami, zjawiskami astronomicznymi, alarmami zorzowymi i wszystkim co ważne dla amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na Twitterze bądź zapisz się do subskrybentów kwartalnego Newslettera.

Oprac. własne na podst. komunikatów IAA (1), (2), (3).