Космические телескопы теперь перегружены следами спутников

К сожалению, есть еще плохие новости на фронте ясного неба. Новая статья, доступная в препринте на arXiv от исследователей из Исследовательского центра Эймса NASA, сообщает, что 73,3% изображений, собранных новым космическим телескопом SPHEREx в период с мая по сентябрь прошлого года, были загрязнены как минимум одним следом искусственного спутника. И с этого момента ситуация только ухудшится.

К сожалению, это не стало сюрпризом. Спектрофотометр для истории Вселенной, эпохи рекомбинации и исследователь льдов (SPHEREx) был разработан для картирования всего неба в ближнем инфракрасном свете. Это означает, что он будет иметь длительное время экспозиции и охватывать очень большую часть видимого неба в любой момент времени. Оба этих фактора являются рецептом для прерывания со стороны орбитальных спутников.

Обычно этот тип светового загрязнения в первую очередь ассоциируется с наземными телескопами. Но SPHEREx является орбитальным спутником, который движется по орбите на высоте 700 км над поверхностью Земли. По-видимому, даже этого было недостаточно, чтобы избежать световых следов. В среднем на одно изображение приходилось 2,18 следов, большинство из которых сосредоточено в «X»-образном паттерне, который имитирует орбитальные пути спутниковых мегаконстелляций.

Фрейзер обсуждает потенциальный предел того, сколько спутников мы можем запустить.

Похоже, что нет простого способа справиться с этим прерыванием. SPHEREx использует автоматизированный алгоритм «выборки по нарастающей» для защиты себя от случайных космических лучей. Когда внезапный энергетический выброс от одного из этих лучей попадает в пиксель, система останавливает сбор данных по этому пикселю, чтобы предотвратить насыщение. Но коммерческие спутники теперь настолько яркие, что они активируют эту систему без помощи случайных космических лучей.

Результирующие изображения имеют то, что авторы описывают как «железнодорожные» следы, где ослепительный центр следа вытирается, но параллельные линии, проходящие рядом с ним, навсегда запечатлеваются в научных изображениях. В результате изображения теряют фотометрические данные о чем-либо, скрытом под рельсами.

Как будто этих новостей было недостаточно, SPHEREx не единственный, кто страдает от этой участи. Несколько лет назад другая команда, возглавляемая Сандором Круком, опубликовала исследование, в котором обнаружила, что доля изображений Хаббла, пересеченных спутниками, возросла с 2,8% в начале 2000-х до 5,9% в 2021 году. Признаем, Хаббл не делает такие широкие снимки, как SPHEREx, но тот факт, что один из самых уважаемых космических телескопов, все еще работающий, страдает от той же проблемы, не является хорошим знаком.

Фрейзер обсуждает преимущества использования ультра-черной краски — хотя это не решит все проблемы загрязнения.

Дизайнеры спутников пытались различными способами смягчить эту проблему, включая темные покрытия или специализированные визоры для уменьшения их оптической яркости. Но новые системы, такие как прямые к сотовым вышкам или центры данных ИИ, в четыре раза больше существующих спутников, что исключает любые потенциальные преимущества темных покрытий и закрепляет их как одни из самых ярких объектов на небе.

И с этого момента ситуация только ухудшится. Недавние заявки в FCC были поданы для одобрения до 2 миллионов спутников на низкой околоземной орбите, по сравнению с примерно 20 000, которые в настоящее время находятся на орбите. Если они будут одобрены и запущены, моделирования из новой статьи прогнозируют, что 100% изображений SPHEREx будут загрязнены следом спутника, что является значительным увеличением по сравнению с текущим уровнем загрязнения около 73%. И среднее изображение будет содержать 189 следов.

Не нужно говорить, что это катастрофично для наблюдательных платформ ниже или в орбитальной плоскости, где находятся эти спутниковые мегаконстелляции. И различные группы уже много лет бьют тревогу по поводу этой потенциальной катастрофы. К сожалению, похоже, что не было никаких движений по созданию международного соглашения, чтобы что-то с этим сделать. Надеемся, что эта статья станет еще одним стимулом для того, чтобы наконец это сделать.