Я нахожусь на своей сельской ферме в Саскачеване, болтаю со своими соседями, которых я пригласил, чтобы оценить ночное небо через мой телескоп. После восклицаний и восхищения кольцами Сатурна с открытым ртом , а также света, который путешествует в космосе более 2 миллионов лет, чтобы достичь наших глаз из галактики Андромеды, наш разговор неизбежно переходит к пандемии, нашей работе на дому и жалобы на сельский интернет. Мой сосед небрежно упоминает, что они только что перешли на использование Starlink для своего интернет-провайдера.
Я поднимаю взгляд и замечаю движущийся по небу яркий спутник , почти наверняка это Starlink, поскольку сейчас они составляют почти половину из почти 4000 действующих спутников, и они очень яркие. Я делаю глубокий вдох и тщательно обдумываю, как обсудить существенную стоимость, которую нам всем придется заплатить за интернет Starlink.
Я не виню своих соседей за то, что они меняли. Здесь, как и во многих сельских районах Северной Америки, нет хороших возможностей для доступа в Интернет , а поскольку многие люди работают и учатся дома во время пандемии, все, что облегчает жизнь, немедленно принимается.
Но я точно знаю, насколько высокой может быть эта цена. В моей статье, готовящейся к публикации в «Астрономическом журнале», есть прогнозы того, как будет выглядеть ночное небо, если спутниковые компании будут следовать своим текущим планам . Я также знаю, что из-за геометрии солнечного света и выбранных орбит, 50 градусов северной широты, где я живу, будет наиболее пострадавшей частью мира.
Без регулирования я знаю, что в ближайшем будущем одна из каждых 15 точек , которые вы можете увидеть на небе, на самом деле будут безжалостно ползать спутниками, а не звездами. Это будет разрушительным для астрономических исследований и полностью изменит ночное небо во всем мире.
Будущее слишком, слишком яркое
Чтобы выяснить, насколько сильно на ночное небо повлияет солнечный свет, отраженный от запланированных спутниковых мегасозвездий, мы создали компьютерную модель с открытым исходным кодом для прогнозирования яркости спутников , видимых из разных мест на Земле, в разное время ночи, в разные сезоны. Мы также создали простое веб-приложение на основе этой симуляции .
В этом видео показано моделирование яркости и количества спутников в течение полной ночи на 50 градусов северной широты в день летнего солнцестояния:
В нашей модели используется 65 000 спутников на орбитах, зарегистрированных четырьмя компаниями-гигантами: SpaceX Starlink и Amazon Kuiper (США), OneWeb (Великобритания) и StarNet/GW (Китай). Мы откалибровали нашу симуляцию, чтобы она соответствовала телескопическим измерениям спутников Starlink , поскольку они, безусловно, самые многочисленные.
До сих пор Starlink добилась определенных успехов в уменьшении яркости своих спутников с момента их первого запуска, но большинство из них все еще видны невооруженным глазом .
Наше моделирование показывает, что из любой точки мира в любое время года будут видны десятки и сотни спутников, по крайней мере, за час до восхода и после захода солнца. Прямо сейчас относительно легко избежать городского светового загрязнения для темного неба во время кемпинга или посещения вашей хижины, но наши симуляции показывают, что вы не можете избежать этого нового спутникового светового загрязнения где-либо на Земле, даже на Северном полюсе.
Наиболее сильно пострадавшие места на Земле будут находиться на 50 градусах северной и южной широты, вблизи таких городов, как Лондон, Амстердам, Берлин, Прага, Киев, Ванкувер, Калгари и моего собственного дома. В день летнего солнцестояния с этих широт всю ночь невооруженным глазом будет видно около 200 спутников.
Я изучаю орбитальную динамику пояса Койпера, пояса малых тел за пределами Нептуна . Мои исследования основаны на широкоугольных изображениях с длительной выдержкой, чтобы обнаруживать и отслеживать эти небольшие тела , чтобы узнать об истории нашей Солнечной системы.
Наблюдения в телескоп, которые являются ключом к познанию нашей Вселенной, станут намного сложнее из-за нерегулируемого развития космоса.
Астрономы разрабатывают некоторые стратегии смягчения последствий , но они потребуют времени и усилий, которые должны быть оплачены компаниями, занимающимися созданием мегасозвездий.
Неизвестные экологические затраты
Интернет Starlink может показаться дешевле, чем другие сельские варианты, но это потому, что многие расходы снимаются . Одной из непосредственных затрат является загрязнение атмосферы от сотен запусков ракет, необходимых для создания и обслуживания этой системы.
При каждом запуске спутника отработанные корпуса ракет и другой мусор сбрасываются на уже переполненную низкую околоземную орбиту, что увеличивает риск столкновения . Некоторая часть этого космического мусора в конечном итоге упадет обратно на Землю, и те части земного шара, где плотность спутников выше, также, скорее всего, будут буквально затронуты .
Starlink планирует заменить каждый из 42 000 спутников после пяти лет эксплуатации, что потребует снятия с орбиты в среднем 25 спутников в день, около 6 тонн (5,44 метрических тонны) материала. Масса этих спутников не исчезнет — она осядет в верхних слоях атмосферы . Поскольку спутники в основном состоят из алюминиевых сплавов, они могут образовывать частицы оксида алюминия при испарении в верхних слоях атмосферы, потенциально разрушая озон и вызывая глобальные изменения температуры.
Это еще не изучено подробно, потому что низкая околоземная орбита в настоящее время не подпадает под действие каких-либо экологических норм.
Регулирование неба
В настоящее время низкая околоземная орбита, на которой планируется эксплуатировать все эти спутники, почти полностью не регулируется. Нет никаких правил относительно светового загрязнения, загрязнения атмосферы от запусков, загрязнения атмосферы от повторного входа в атмосферу или столкновений между спутниками.
Эти мегасозвездия могут оказаться даже финансово нежизнеспособными в долгосрочной перспективе , а скорость интернета может снизиться до минимума, когда множество пользователей подключаются одновременно или когда идет дождь .
Но компании запускают спутники прямо сейчас бешеными темпами, и ущерб, который они наносят ночному небу, атмосфере и безопасности низкой околоземной орбиты, не будет возмещен даже в случае банкротства операторов.
Нет никаких сомнений в том, что сельские и отдаленные интернет-пользователи во многих местах отстали от развития интернет-инфраструктуры. Но есть много других вариантов интернет-доставки, которые не приведут к таким чрезмерным затратам.
Мы не можем смириться с глобальной потерей доступа к ночному небу , которое мы могли видеть и с которым могли общаться, пока мы были людьми.
При сотрудничестве, а не соперничестве между спутниковыми компаниями, у нас могло бы быть намного меньше спутников на орбите. Изменив конструкцию спутников, их можно было бы сделать намного тусклее и меньше влиять на ночное небо. Мы не должны делать выбор между астрономией и Интернетом.
Но без правил, требующих этих изменений, или сильного давления со стороны потребителей, указывающих на важность ночного неба, наш взгляд на звезды скоро изменится навсегда.
Саманта Лоулер — доцент кафедры астрономии Университета Реджайны. Она получает финансирование от Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады.
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Оригинал статьи можно найти здесь.
