หากไม่มีกฎเกณฑ์ ท้องฟ้ายามค่ำคืนจะระยิบระยับด้วยดาวเทียม ไม่ใช่ดวงดาว

Dec 09 2021

ในไม่ช้า หนึ่งในทุก ๆ 15 จุดของแสงบนท้องฟ้ายามค่ำคืนจะเป็นดาวเทียม ไม่ใช่ดาว

ดาวเทียม Starlink สองดวงสามารถมองเห็นเป็นแถบแสงบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ภาพพันธมิตร/เก็ตตี้อิมเมจ

ฉันอยู่ข้างนอกที่ฟาร์มซัสแคตเชวันในชนบท พูดคุยกับเพื่อนบ้านที่ฉันเชิญไปชื่นชมท้องฟ้ายามค่ำคืนผ่านกล้องดูดาว หลังจากการอุทานและอ้าปากประหลาดใจเกี่ยวกับวงแหวนของดาวเสาร์และแสงที่เดินทางผ่านอวกาศมานานกว่า 2 ล้านปีเพื่อไปถึงดวงตาของเราจากดาราจักรแอนโดรเมดา การสนทนาของเรากลับกลายเป็นการแพร่ระบาดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การเตรียมงานจากที่บ้านและ การร้องเรียนเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ตในชนบท เพื่อนบ้านของฉันพูดลวกๆ ว่าพวกเขาเพิ่งเปลี่ยนมาใช้Starlinkกับผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต

ฉันมองขึ้นไปและสังเกตเห็นดาวเทียม สว่างดวงหนึ่ง เคลื่อนผ่านท้องฟ้า ซึ่งเกือบจะแน่นอนว่าเป็น Starlink เนื่องจากตอนนี้พวกมันประกอบขึ้นเป็นเกือบครึ่งหนึ่งของดาวเทียมที่ใช้งานได้เกือบ 4,000 ดวงและพวกมันสว่างมาก ฉันหายใจเข้าลึก ๆ และพิจารณาอย่างรอบคอบว่าจะหารือเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายจำนวนมากที่เราต้องจ่ายสำหรับอินเทอร์เน็ต Starlink ได้อย่างไร

ฉันไม่โทษเพื่อนบ้านที่เปลี่ยน ที่นี่ เช่นเดียวกับในพื้นที่ชนบทหลายแห่งของอเมริกาเหนือ ไม่มีตัวเลือกอินเทอร์เน็ตที่ดีและด้วยคนจำนวนมากที่ทำงานและเรียนจากที่บ้านในช่วงที่มีการระบาดใหญ่ อะไรก็ตามที่ทำให้ชีวิตง่ายขึ้นจึงเป็นที่ยอมรับในทันที

แต่ฉันรู้ว่าค่าใช้จ่ายนี้สูงแค่ไหน บทความของฉันใน "The Astronomical Journal" มีการคาดการณ์ว่าท้องฟ้ายามค่ำคืนจะเป็นอย่างไรหากบริษัทดาวเทียมปฏิบัติตามแผนปัจจุบันของพวกเขา ฉันยังรู้ด้วยว่าเนื่องจากเรขาคณิตของแสงแดดและวงโคจรที่เลือกไว้ 50 องศาทางเหนือ ที่ฉันอาศัยอยู่ จะเป็นส่วนที่ได้รับผลกระทบรุนแรงที่สุดของโลก

เมื่อไม่มีกฎเกณฑ์ ฉันรู้ว่าในอนาคตอันใกล้ จุดหนึ่งจากทุกๆ 15 จุดที่คุณเห็นบนท้องฟ้าจะเป็นดาวเทียมที่คลานไปอย่างไม่ลดละ ไม่ใช่ดวงดาว สิ่งนี้จะทำลายล้างการวิจัยดาราศาสตร์และจะเปลี่ยนท้องฟ้ายามค่ำคืนทั่วโลกโดยสิ้นเชิง

อนาคตก็สดใสเกินไป

เพื่อค้นหาว่าท้องฟ้ายามค่ำคืนจะได้รับผลกระทบจากแสงแดดที่สะท้อนจากกลุ่มดาวเด่นของดาวเทียมที่วางแผนไว้อย่างไร เราจึงสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์โอเพนซอร์สเพื่อทำนายความสว่างของดาวเทียมเมื่อมองจากสถานที่ต่างๆ บนโลก ในช่วงเวลากลางคืนที่ต่างกัน ฤดูกาลที่แตกต่างกัน นอกจากนี้เรายังได้สร้างเว็บแอปอย่างง่ายโดยอิงจากการจำลองนี้

วิดีโอนี้แสดงการจำลองความสว่างและจำนวนดาวเทียมในช่วงกลางคืนเต็ม 50 องศาเหนือในครีษมายัน:

โมเดลของเราใช้ดาวเทียม 65,000 ดวงในวงโคจรที่จัดทำโดยบริษัทกลุ่มดาวขนาดใหญ่สี่แห่ง: SpaceX Starlink และ Amazon Kuiper (สหรัฐอเมริกา), OneWeb (สหราชอาณาจักร) และ StarNet/GW (จีน) เราปรับเทียบการจำลองของเราเพื่อให้ตรงกับการวัดด้วยกล้องโทรทรรศน์ของดาวเทียม Starlinkเนื่องจากมีจำนวนมากที่สุด

จนถึงขณะนี้ Starlink มีความก้าวหน้าในการหรี่แสงดาวเทียมของพวกเขาตั้งแต่เปิดตัวครั้งแรก แต่ส่วนใหญ่ยังคงมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

การจำลองของเราแสดงให้เห็นว่าจากทุกที่ในโลก ในทุกฤดูกาล จะมีดาวเทียมนับสิบถึงร้อยดวงที่มองเห็นได้อย่างน้อยหนึ่งชั่วโมงก่อนพระอาทิตย์ขึ้นและหลังพระอาทิตย์ตกดิน ตอนนี้ ค่อนข้างง่ายที่จะหลีกเลี่ยงมลภาวะทางแสงในเมืองสำหรับท้องฟ้ามืดขณะตั้งแคมป์หรือเยี่ยมชมห้องโดยสารของคุณ แต่การจำลองของเราแสดงให้เห็นว่าคุณไม่สามารถหลีกเลี่ยงมลภาวะทางแสงจากดาวเทียมรูปแบบใหม่นี้ได้ทุกที่บนโลก แม้แต่ที่ขั้วโลกเหนือ

สถานที่ที่ได้รับผลกระทบรุนแรงที่สุดในโลกจะอยู่ที่ 50 องศาเหนือและใต้ ใกล้เมืองต่างๆ เช่น ลอนดอน อัมสเตอร์ดัม เบอร์ลิน ปราก เคียฟ แวนคูเวอร์ คาลการี และบ้านของฉันเอง ในครีษมายัน จากละติจูดเหล่านี้ จะมีดาวเทียมเกือบ 200 ดวงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าตลอดทั้งคืน

สามารถมองเห็นดาวเทียม Starlink (ขวา) ลากผ่านท้องฟ้ายามค่ำคืนในขณะที่ดาวเทียมอีกดวงมุ่งตรงไปยังดาวเทียมดวงนั้น

ฉันศึกษาพลวัตการโคจรของแถบไคเปอร์ ซึ่ง เป็นเข็มขัดวัตถุขนาดเล็กที่อยู่ เหนือดาวเนปจูน งานวิจัยของฉันอาศัยการถ่ายภาพในมุมกว้างและเปิดรับแสงเป็นเวลานานเพื่อค้นหาและติดตามวัตถุขนาดเล็กเหล่านี้เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับประวัติของระบบสุริยะของเรา

การสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการเรียนรู้เกี่ยวกับจักรวาลของเรานั้นยากขึ้นมากเนื่องจากการพัฒนาพื้นที่โดยไม่ได้รับการควบคุม

นักดาราศาสตร์กำลังสร้างกลยุทธ์ในการบรรเทาผลกระทบ บางอย่าง แต่จะต้องใช้เวลาและความพยายามที่บริษัทกลุ่มดาวเด่นควรจ่ายให้

ไม่ทราบต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อม

อินเทอร์เน็ตของ Starlink อาจดูถูกกว่าตัวเลือกอื่น ๆ ในชนบท แต่เป็นเพราะต้นทุนจำนวนมากถูกถ่ายออก ค่าใช้จ่ายอย่างหนึ่งในทันทีคือมลภาวะในชั้นบรรยากาศจากการปล่อยจรวดหลายร้อยครั้งที่จำเป็นในการสร้างและบำรุงรักษาระบบนี้

การติดตั้งดาวเทียมทุกครั้งจะทิ้งร่างจรวดและเศษซากอื่นๆ ที่ใช้ไปในวงโคจรระดับต่ำที่มีผู้คนหนาแน่นอยู่แล้ว ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงในการชนกัน ขยะอวกาศบางส่วนนี้จะตกลงสู่พื้นโลกในที่สุด และส่วนต่างๆ ของโลกที่มีความหนาแน่นของดาวเทียมเหนือศีรษะสูงที่สุดก็มีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบอย่างแท้จริงเช่นกัน

สตาร์ลิงค์วางแผนที่จะเปลี่ยนดาวเทียมแต่ละดวงจำนวน 42,000 ดวงหลังจากใช้งานมาห้าปี ซึ่งจะต้องมีการโคจรรอบดาวเทียมเฉลี่ย 25 ดวงต่อวัน หรือประมาณ 6 ตัน (5.44 เมตริกตัน) ของวัสดุ มวลของดาวเทียมเหล่านี้จะไม่หายไป แต่จะ สะสมในบรรยากาศชั้นบน เนื่องจากดาวเทียมส่วนใหญ่เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียม พวกมันอาจก่อตัวเป็นอนุภาคอลูมินาในขณะที่พวกมันระเหยในบรรยากาศชั้นบน ซึ่งอาจทำลายโอโซนและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโลก

สิ่งนี้ยังไม่ได้รับการศึกษาในเชิงลึกเนื่องจากโคจรรอบโลกต่ำไม่ได้อยู่ภายใต้ข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อมในขณะนี้

ดาวเทียมสื่อสารทางอินเทอร์เน็ต Starlink ของ Elon Musk จำนวน 60 ดวงพุ่งขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืนเมื่อเปิดตัวในวันที่ 22 เมษายน 2020

ควบคุมท้องฟ้า

ในปัจจุบัน โคจรรอบโลกต่ำ ซึ่งดาวเทียมทั้งหมดเหล่านี้ถูกวางแผนให้ปฏิบัติการ เกือบจะไม่ได้รับการควบคุมอย่างสมบูรณ์ ไม่มีกฎเกณฑ์เกี่ยวกับมลภาวะทางแสง มลภาวะในบรรยากาศจากการปล่อยจรวด มลภาวะในบรรยากาศจากการกลับเข้าไปใหม่ หรือการชนกันระหว่างดาวเทียม

กลุ่มดาวขนาดใหญ่เหล่านี้อาจไม่สามารถทำงานได้ทางการเงินในระยะยาวและความเร็วอินเทอร์เน็ตอาจช้าลงในการรวบรวมข้อมูลเมื่อผู้ใช้จำนวนมากเชื่อมต่อในเวลาเดียวกันหรือเมื่อฝนตก

แต่บริษัทต่างๆ ต่างๆ กำลังเปิดตัวดาวเทียมด้วยความเร็วที่รวดเร็ว และความเสียหายที่เกิดขึ้นกับท้องฟ้ายามค่ำคืน บรรยากาศ และความปลอดภัยของวงโคจรต่ำของโลกจะไม่ถูกยกเลิก แม้ว่าผู้ให้บริการจะล้มละลายก็ตาม

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าผู้ใช้อินเทอร์เน็ตในชนบทและห่างไกลในหลาย ๆ แห่งถูกทิ้งไว้เบื้องหลังโดยการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางอินเทอร์เน็ต แต่มีตัวเลือกอื่นๆ มากมายสำหรับการจัดส่งทางอินเทอร์เน็ตซึ่งจะไม่ส่งผลให้มีค่าใช้จ่ายสูงมากนัก

เราไม่สามารถยอมรับการสูญเสียการเข้าถึงท้องฟ้ายามค่ำคืนทั่วโลกซึ่งเราสามารถมองเห็นและเชื่อมต่อได้ตราบเท่าที่เรายังเป็นมนุษย์

ด้วยความร่วมมือแทนการแข่งขันระหว่างบริษัทดาวเทียม เราอาจมีวงโคจรน้อยลง ด้วยการเปลี่ยนการออกแบบดาวเทียม พวกมันสามารถทำให้จางลงได้มาก โดยมีผลกระทบต่อท้องฟ้ายามค่ำคืนน้อยลง เราไม่ควรต้องเลือกระหว่างดาราศาสตร์กับอินเทอร์เน็ต

แต่หากไม่มีข้อบังคับที่กำหนดให้ต้องเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ หรือแรงกดดันจากผู้บริโภคที่ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของท้องฟ้ายามราตรี ในไม่ช้ามุมมองของเราจะเปลี่ยนไปตลอดกาล

Samantha Lawlerเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ที่ University of Regina เธอได้รับทุนจากสภาวิจัยวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมธรรมชาติแห่งแคนาดา

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากThe Conversationภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ คุณสามารถค้นหาบทความต้นฉบับได้ที่นี่