Tôi đang ở ngoài trang trại Saskatchewan ở vùng nông thôn của mình, trò chuyện với những người hàng xóm mà tôi đã mời đến để đánh giá bầu trời đêm qua kính viễn vọng của tôi. Sau những câu cảm thán và sự ngạc nhiên há hốc mồm về các vành đai của Sao Thổ , và ánh sáng đã đi xuyên không gian trong hơn 2 triệu năm để lọt vào mắt chúng ta từ Thiên hà Tiên nữ, cuộc trò chuyện của chúng ta chắc chắn chuyển sang đại dịch, sự sắp xếp nơi làm việc tại nhà của chúng ta và phàn nàn về internet ở nông thôn. Người hàng xóm của tôi tình cờ nói rằng họ vừa chuyển sang sử dụng Starlink cho nhà cung cấp dịch vụ internet của họ.
Tôi nhìn lên và nhận thấy một vệ tinh sáng đang di chuyển trên bầu trời, gần như chắc chắn là Starlink, vì chúng hiện chiếm gần một nửa trong số gần 4.000 vệ tinh đang hoạt động và chúng cực kỳ sáng. Tôi hít thở sâu và cân nhắc cẩn thận cách thảo luận về chi phí đáng kể mà tất cả chúng ta sẽ phải trả cho Internet Starlink.
Tôi không đổ lỗi cho hàng xóm của tôi để chuyển đổi. Ở đây, cũng như nhiều vùng nông thôn của Bắc Mỹ, không có các lựa chọn Internet tuyệt vời , và với nhiều người làm việc và tham gia các lớp học tại nhà trong thời gian xảy ra đại dịch, bất cứ điều gì giúp cuộc sống dễ dàng hơn đều được chấp nhận ngay lập tức.
Nhưng tôi biết chính xác chi phí này có thể cao như thế nào. Bài báo của tôi, sắp xuất bản trên tạp chí "The Astronomical Journal", có những dự đoán về bầu trời đêm sẽ trông như thế nào nếu các công ty vệ tinh thực hiện theo kế hoạch hiện tại của họ . Tôi cũng biết rằng do hình dạng của ánh sáng mặt trời và quỹ đạo đã được chọn, 50 độ Bắc, nơi tôi sống, sẽ là phần bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất trên thế giới.
Không có quy định nào, tôi biết rằng trong tương lai gần, cứ 15 điểm bạn có thể nhìn thấy trên bầu trời sẽ thực sự là các vệ tinh thu thập thông tin không ngừng chứ không phải các ngôi sao. Điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc nghiên cứu thiên văn học và sẽ thay đổi hoàn toàn bầu trời đêm trên toàn thế giới.
Tương lai cũng quá tươi sáng
Để tìm hiểu xem bầu trời đêm sẽ bị ảnh hưởng như thế nào bởi ánh sáng mặt trời phản chiếu từ các siêu sao vệ tinh đã được lên kế hoạch, chúng tôi đã xây dựng một mô hình máy tính mã nguồn mở để dự đoán độ sáng của vệ tinh khi nhìn thấy từ những nơi khác nhau trên Trái đất, vào những thời điểm khác nhau trong đêm, trong những mùa khác nhau. Chúng tôi cũng đã xây dựng một ứng dụng web đơn giản dựa trên mô phỏng này .
Video này cho thấy một mô phỏng về độ sáng và số lượng vệ tinh trong một đêm trọn vẹn ở 50 độ Bắc vào ngày hạ chí:
Mô hình của chúng tôi sử dụng 65.000 vệ tinh trên các quỹ đạo do bốn công ty siêu âm thanh lập trình: SpaceX Starlink và Amazon Kuiper (Hoa Kỳ), OneWeb (Vương quốc Anh) và StarNet / GW (Trung Quốc). Chúng tôi đã hiệu chỉnh mô phỏng của mình để phù hợp với các phép đo kính thiên văn của các vệ tinh Starlink , vì chúng là nhiều nhất cho đến nay.
Starlink cho đến nay đã đạt được một số bước tiến trong việc làm mờ các vệ tinh của họ kể từ lần phóng đầu tiên, nhưng hầu hết vẫn có thể nhìn thấy bằng mắt thường .
Mô phỏng của chúng tôi cho thấy từ khắp mọi nơi trên thế giới, vào mỗi mùa, sẽ có hàng chục đến hàng trăm vệ tinh có thể nhìn thấy trong ít nhất một giờ trước khi mặt trời mọc và sau khi mặt trời lặn. Hiện tại, việc thoát khỏi ô nhiễm ánh sáng đô thị vì bầu trời tối là tương đối dễ dàng khi cắm trại hoặc thăm cabin của bạn, nhưng các mô phỏng của chúng tôi cho thấy rằng bạn không thể thoát khỏi tình trạng ô nhiễm ánh sáng vệ tinh mới này ở bất kỳ đâu trên Trái đất, ngay cả ở Bắc Cực.
Các vị trí bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất trên Trái đất sẽ là 50 độ Bắc và Nam, gần các thành phố như London, Amsterdam, Berlin, Prague, Kiev, Vancouver, Calgary và nhà riêng của tôi. Vào ngày hạ chí, từ các vĩ độ này, sẽ có gần 200 vệ tinh có thể nhìn thấy bằng mắt thường suốt cả đêm.
Tôi nghiên cứu động lực học quỹ đạo của Vành đai Kuiper, một vành đai của các thiên thể nhỏ ngoài Sao Hải Vương . Nghiên cứu của tôi dựa vào hình ảnh trường rộng, phơi sáng trong thời gian dài để khám phá và theo dõi những thiên thể nhỏ này nhằm tìm hiểu về lịch sử của Hệ Mặt trời của chúng ta.
Các quan sát bằng kính thiên văn là chìa khóa để tìm hiểu về vũ trụ của chúng ta sắp trở nên khó khăn hơn rất nhiều vì sự phát triển không được kiểm soát của không gian.
Các nhà thiên văn đang tạo ra một số chiến lược giảm thiểu , nhưng chúng sẽ đòi hỏi thời gian và công sức mà các công ty siêu âm thanh phải trả.
Chi phí môi trường không xác định
Internet Starlink có vẻ rẻ hơn so với các lựa chọn nông thôn khác, nhưng điều này là do nhiều chi phí được giảm tải . Một cái giá phải trả trước mắt là ô nhiễm khí quyển do hàng trăm vụ phóng tên lửa cần thiết để xây dựng và bảo trì hệ thống này.
Mọi hoạt động triển khai vệ tinh đều đổ các thân tên lửa đã qua sử dụng và các mảnh vỡ khác vào quỹ đạo Trái đất thấp vốn đã đông đúc, làm tăng nguy cơ va chạm . Một số rác không gian này cuối cùng sẽ rơi trở lại Trái đất và những phần trên địa cầu có mật độ vệ tinh trên cao nhất cũng sẽ có nhiều khả năng bị tác động theo đúng nghĩa đen .
Starlink có kế hoạch thay thế từng trong số 42.000 vệ tinh sau 5 năm hoạt động, điều này sẽ yêu cầu trung bình 25 vệ tinh rời quỹ đạo mỗi ngày, khoảng 6 tấn (5,44 tấn) vật liệu. Khối lượng của các vệ tinh này sẽ không mất đi - nó sẽ được tích tụ lại trên tầng khí quyển . Vì các vệ tinh chủ yếu bao gồm hợp kim nhôm, chúng có thể tạo thành các hạt alumin khi bốc hơi trong tầng cao của bầu khí quyển, có khả năng phá hủy ôzôn và gây ra thay đổi nhiệt độ toàn cầu.
Điều này vẫn chưa được nghiên cứu chuyên sâu vì quỹ đạo thấp của Trái đất hiện không phải tuân theo bất kỳ quy định nào về môi trường.
Điều hòa bầu trời
Hiện tại, quỹ đạo thấp của Trái đất, nơi tất cả các vệ tinh này được lên kế hoạch hoạt động, gần như hoàn toàn không được kiểm soát. Không có quy tắc nào về ô nhiễm ánh sáng, ô nhiễm khí quyển do phóng, ô nhiễm khí quyển do quay lại, hoặc va chạm giữa các vệ tinh.
Những megaconstellations này thậm chí có thể không khả thi về mặt tài chính trong thời gian dài và tốc độ internet có thể chậm thu thập dữ liệu khi nhiều người dùng kết nối cùng lúc hoặc khi trời mưa .
Nhưng các công ty hiện đang phóng vệ tinh với tốc độ điên cuồng, và những thiệt hại mà chúng gây ra cho bầu trời đêm, bầu khí quyển và sự an toàn của quỹ đạo thấp của Trái đất sẽ không thể hoàn tác ngay cả khi các nhà khai thác phá sản.
Không còn nghi ngờ gì nữa, người dùng Internet ở nông thôn và vùng sâu vùng xa ở nhiều nơi đã bị bỏ lại phía sau bởi sự phát triển của cơ sở hạ tầng internet. Nhưng có nhiều lựa chọn khác để chuyển phát qua internet sẽ không dẫn đến chi phí quá cao như vậy.
Chúng ta không thể chấp nhận việc toàn cầu mất quyền truy cập vào bầu trời đêm , nơi chúng ta có thể nhìn thấy và kết nối với nhau từ lâu khi chúng ta là con người.
Với sự hợp tác thay vì cạnh tranh giữa các công ty vệ tinh, chúng ta có thể có ít hơn nhiều vệ tinh trên quỹ đạo. Bằng cách thay đổi thiết kế của vệ tinh, chúng có thể mờ hơn nhiều, ít ảnh hưởng hơn đến bầu trời đêm. Chúng ta không cần phải lựa chọn giữa thiên văn học và internet.
Nhưng nếu không có các quy định yêu cầu những thay đổi này, hoặc áp lực mạnh mẽ từ người tiêu dùng cho thấy tầm quan trọng của bầu trời đêm, quan điểm của chúng ta về các vì sao sẽ sớm bị thay đổi mãi mãi.
Samantha Lawler là trợ lý giáo sư thiên văn học tại Đại học Regina. Cô nhận được tài trợ từ Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Tự nhiên và Kỹ thuật của Canada.
Bài viết này được xuất bản lại từ The Conversation theo giấy phép Creative Commons. Bạn có thể tìm thấy bài báo gốc ở đây.
