Các nhà thiên văn học có một số lo ngại nghiêm trọng về Starlink và các chòm sao vệ tinh khác

Hình ảnh không gian xung quanh Trái đất chứa đầy hàng chục ngàn vệ tinh liên lạc. Kịch bản đó đang dần ra đời, và nó có các nhà thiên văn học quan tâm. Bây giờ một nhóm các nhà thiên văn học đã viết một bài viết phác thảo các mối quan tâm chi tiết của họ, và làm thế nào tất cả các vệ tinh này có thể có tác động tiêu cực, nghiêm trọng đến thiên văn học trên mặt đất.

SpaceX và các công ty khác đang đưa đôi mắt tư bản sắc sảo của họ vào không gian xung quanh Trái đất. SpaceX và OneWeb là hai công ty duy nhất cho đến nay đã ra mắt bất kỳ phần nào trong các chòm sao vệ tinh của họ. Nhưng một số công ty khác có kế hoạch làm điều tương tự, và cuối cùng tất cả các vệ tinh đó sẽ lên tới hàng chục ngàn.

Cộng đồng thiên văn học đã đưa ra một số lo ngại về các chòm sao vệ tinh này. Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia và Hiệp hội Thiên văn Hoa Kỳ đều đưa ra các tuyên bố bày tỏ mối quan tâm và mong muốn làm việc với các công ty trong ngành kinh doanh chòm sao vệ tinh. Những tuyên bố đó là lịch sự, thận trọng trong những lời chỉ trích của họ, và được viết trên tinh thần hợp tác.

Nhưng bài báo mới này đưa ra tất cả các mối quan tâm của cộng đồng thiên văn học, sao lưu dữ liệu và nhấn mạnh quan điểm của họ hơn.

Trong nhiều thế kỷ, các quan sát thiên văn trên mặt đất đã dẫn đến những tiến bộ đặc biệt trong sự hiểu biết khoa học của chúng ta về các quy luật tự nhiên.

Từ Lo ngại về các quan sát thiên văn trên mặt đất: Một bước để bảo vệ bầu trời thiên văn

Chòm sao vệ tinh là một nhóm các vệ tinh nhân tạo phối hợp với nhau để cung cấp vùng phủ sóng liên lạc toàn cầu hoặc gần toàn cầu. Họ có khả năng làm cho internet tốc độ cao có sẵn ở hầu hết mọi nơi. Rõ ràng, có rất nhiều lợi ích cho điều đó.

Nhưng cũng có những lời chỉ trích, và ba nhà thiên văn học từ Ý đã trình bày những lời chỉ trích này một cách chi tiết. Ba người là Stefano Gallozzi, Marco Scardia và Michele Maris. Bài viết của họ có tiêu đề Lo ngại về các quan sát thiên văn trên mặt đất: Một bước để bảo vệ bầu trời thiên văn.

Khi bạn thêm tất cả các vệ tinh mà các công ty muốn phóng như một phần của chòm sao của họ, bạn sẽ nhận được khoảng 50.000 vệ tinh. Câu hỏi là, những vệ tinh đó sẽ có ảnh hưởng gì đến thiên văn học trên mặt đất? Các tác giả của báo cáo cho rằng tất cả các vệ tinh này chắc chắn sẽ làm hỏng việc quan sát thiên văn.

Một lưu ý cho độc giả: Tiếng Anh không phải là ngôn ngữ đầu tiên của các tác giả của bài báo, vì vậy một số trích dẫn có chứa những mâu thuẫn nhỏ, nhưng ý nghĩa rất rõ ràng.

Tùy thuộc vào độ cao và độ phản xạ bề mặt của chúng, đóng góp của chúng vào độ sáng của bầu trời không đáng kể đối với các quan sát trên mặt đất chuyên nghiệp, báo cáo cho biết trong phần giới thiệu. Với số lượng khổng lồ khoảng 50.000 vệ tinh nhân tạo mới cho viễn thông dự kiến ​​được phóng trong Quỹ đạo Trái đất Trung bình và Thấp, mật độ trung bình của các vật thể nhân tạo sẽ ở mức> 1 vệ tinh cho độ vuông của bầu trời; điều này chắc chắn sẽ gây hại cho hình ảnh thiên văn chuyên nghiệp.

Vì SpaceX là người xa nhất trong việc triển khai chòm sao của họ và tên của họ xuất hiện thường xuyên trên báo. Hệ thống Starlink của SpaceX đã ra mắt gần 250 vệ tinh và họ có kế hoạch triển khai tổng cộng tới 42.000 vệ tinh. Theo tờ báo, những vệ tinh này sẽ tỏa sáng từ cường độ thứ 3 đến thứ 7 trên bầu trời sau khi mặt trời lặn và trước bình minh.

Các tác giả nói rằng tất cả các vệ tinh đó chắc chắn sẽ để lại dấu vết trong các hình ảnh thiên văn, và có thể ức chế việc tìm kiếm Vật thể Gần Trái đất. Có một số mức độ rủi ro mà chúng ta có thể không phát hiện ra tác động tiềm tàng vì tất cả các vệ tinh này.

Nhưng nó không chỉ là hình ảnh sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực, theo báo cáo. Các mối quan tâm nghiêm trọng cũng phổ biến đối với các bước sóng khác đủ điều kiện để điều tra trên mặt đất, đặc biệt là thiên văn vô tuyến, mà các máy dò của chúng đã bị bão hòa bởi sự chiếu xạ phổ biến của các vệ tinh liên lạc từ các trạm vũ trụ cũng như từ mặt đất.

Trở lại vào tháng 5 năm 2019, Elon Musk đã cố gắng gạt bỏ mọi mối quan tâm thiên văn về Starlink. Trong số những lời chỉ trích khá thô bạo của anh ấy là tuyên bố của anh ấy rằng chúng tôi cần phải di chuyển máy điện ảnh <sic> lên quỹ đạo bằng mọi cách. Sự suy giảm khí quyển là khủng khiếp.

Musk có một hồ sơ khổng lồ trong cộng đồng vũ trụ, vì vậy những lời của ông có thể đã thuyết phục một số người rằng không có vấn đề gì giữa Starlink và thiên văn học. Nhưng Musk là một doanh nhân, không phải là nhà khoa học.

Đối với tất cả những thành tựu của mình, Musk không phải là một chuyên gia về thiên văn học hay quan sát thiên văn. Có phải tuyên bố của ông rằng Starlink đã có tác động ~ 0% đối với những tiến bộ trong thiên văn học, chính xác và được thông báo?

Ba tác giả của bài báo mới don dường như nghĩ như vậy. Họ phác thảo những rủi ro mà các chòm sao vệ tinh gây ra cho thiên văn học, và nó không phải là tất cả về việc chúng có thể nhìn thấy trong ánh sáng quang học hay không. Họ chỉ ra rằng có những tác động nguy hiểm của người Viking phát sinh từ những thay đổi như vậy trong dân số của các vệ tinh nhỏ. Một chiến lược dành riêng cho can thiệp khẩn cấp để bảo vệ và bảo vệ từng dải thiên văn có thể quan sát được từ mặt đất đã được vạch ra.

Không có quan sát trên mặt đất, hầu hết các thiên văn học trên không gian hiện tại sẽ là vô dụng hoặc không thể.

Từ KHÁI NIỆM VỀ GIỚI THIỆU VỀ NHÓM DỰA TRÊN CƠ SỞ LÝ THUYẾT: MỘT BƯỚC ĐỂ TIẾT KIỆM SKY ASTRONOMICS

Các tác giả bắt đầu từ đầu, bằng cách chỉ ra những tiến bộ to lớn trong sự hiểu biết được thực hiện bởi các quan sát trên mặt đất. Trong nhiều thế kỷ, các quan sát thiên văn trên mặt đất đã dẫn đến những tiến bộ đặc biệt trong sự hiểu biết khoa học của chúng ta về các quy luật tự nhiên. Đó là khó khăn để tranh luận với.

Trong phần đầu tiên của tờ giấy, họ nói về việc thiên văn học không gian, hay kính viễn vọng không gian, đã đóng góp cho kiến ​​thức như thế nào. Nhưng họ chỉ ra rằng thiên văn học trên mặt đất và không gian cần nhau và tạo ra khoa học tốt nhất khi họ làm việc cùng nhau. Không có quan sát trên mặt đất, hầu hết các thiên văn học trên không gian hiện tại sẽ là vô dụng hoặc không thể.

Thật khó để nói rằng các tác giả không đồng ý với khẳng định glib của Musk, rằng chúng ta cần phải di chuyển máy điện ảnh <sic> lên quỹ đạo bằng mọi cách. Sự suy giảm khí quyển là khủng khiếp.

Có lẽ Musk chưa bao giờ nghe nói về quang học thích ứng. Quang học thích nghi cho phép các kính viễn vọng trên mặt đất hiện đại vượt qua ảnh hưởng của khí quyển lên các quan sát. Các kính viễn vọng sắp tới như Kính thiên văn cực lớn châu Âu và Kính thiên văn ba mươi mét có tính năng quang học thích ứng ở trung tâm của thiết kế.

Các tác giả cũng chỉ ra những gì cần phải rõ ràng cho bất cứ ai nghĩ về nó trong một thời gian dài: so với thiên văn học trên mặt đất, các kính viễn vọng dựa trên không gian rất tốn kém. Và mạo hiểm.

Những tiến bộ trong công nghệ kính viễn vọng được thực hiện ở đây trên Trái đất. Việc triển khai của họ là phần rủi ro, nhưng các công nghệ đã được thử nghiệm và phát triển ở đây trên Trái đất. Như các tác giả của bài báo chỉ ra, thử nghiệm và phát triển các công nghệ kính viễn vọng mới là không khả thi trong không gian.

Một hạn chế lớn của kính thiên văn dựa trên không gian là chúng không thể được bảo trì, tân trang hoặc sửa chữa sau khi phóng. Hubble là một ngoại lệ và các kính viễn vọng không gian khác đã không được duy trì. Một khi họ làm xong, họ đã hoàn thành.

So với các đài thiên văn trên mặt đất, thời gian sống trung bình của kính thiên văn dựa trên không gian là theo thứ tự của một vài thập kỷ hoặc ít hơn. Trái lại, các đài quan sát trên mặt đất tồn tại trong nhiều thập kỷ, với các kính viễn vọng được lắp đặt vào đầu kỷ nguyên vũ trụ một lần nữa hoạt động một cách có lợi. Nói tóm lại, kính viễn vọng không gian trở nên lỗi thời về mặt công nghệ, trong khi các đối tác trên mặt đất của chúng vẫn tiếp tục hoạt động.

Chúng ta có thể thấy điều này với Kính thiên văn rất lớn (EST) của Đài thiên văn Nam châu Âu (EST). VLT được tạo thành từ bốn đơn vị chính và là đơn vị đầu tiên nhìn thấy ánh sáng đầu tiên vào năm 1998. Trong những năm qua, nó đã được nâng cấp nhiều lần, mỗi lần tăng khả năng quan sát của nó. Hai trong số các thiết bị của nó, SPHERE (ánh sáng đầu tiên vào tháng 6 năm 2014) và ESPRESSO (ánh sáng đầu tiên vào tháng 9 năm 2016), được thiết kế để nghiên cứu các ngoại hành tinh, một thứ rất quan trọng khi thiết kế VLT. Các thiết bị khác, như VISIR (VLT Imager và Spectrometer cho mid-Hồng ngoại) đã được nâng cấp để nghiên cứu các ngoại hành tinh.

Kính thiên văn vũ trụ cũng tốn kém khi so sánh với kính thiên văn trên mặt đất. Kính thiên văn vũ trụ James Webb đã được phát triển trong 20 năm và nó sẽ tiêu tốn 10 tỷ đô la Mỹ. Nhưng thế hệ kính viễn vọng mặt đất tiếp theo, như Kính thiên văn Giant Magellan và Kính thiên văn cực lớn châu Âu, sẽ có giá khoảng 1 tỷ USD mỗi chiếc. Và họ có thể sẽ tồn tại lâu hơn JWST sau nhiều thập kỷ.

Phần khó chịu của bài báo liên quan đến các vấn đề thực tế mà thiên văn học trên mặt đất sẽ gặp phải từ các chòm sao vệ tinh. Trong một số bước sóng điện từ, kính thiên văn không gian có hiệu quả hơn nhiều so với kính thiên văn trên mặt đất. Ví dụ, trong Hồng ngoại xa, bầu khí quyển chặn phần lớn nó. Nhưng điều đó không nói lên toàn bộ câu chuyện.

Trong bài báo các tác giả nói về sự xuống cấp của bầu trời. Sự xuống cấp này không chỉ xuất phát từ ô nhiễm ánh sáng trên mặt đất, mà còn là do các đội vệ tinh nhân tạo băng qua và quan sát vết sẹo với những vệt / vệt sáng song song ở mọi vĩ độ.

Chỉ riêng Starlink muốn đặt tới 40.000 vệ tinh vào quỹ đạo. Đó chỉ là một công ty trong số nhiều công ty có kế hoạch phóng các chòm sao vệ tinh. Không ai biết cuối cùng sẽ có bao nhiêu người, nhưng thật công bằng khi sử dụng con số 50.000 vệ tinh để thảo luận.

Các nhà thiên văn học cực kỳ quan tâm bởi khả năng bầu trời nhìn từ Trái đất có thể bị che phủ bởi hàng chục ngàn vệ tinh, điều này sẽ vượt xa khoảng 9.000 ngôi sao có thể nhìn thấy bằng mắt người. Đây không phải là một mối đe dọa xa vời: nó đã xảy ra.

Ba nhà thiên văn đã phá vỡ tất cả các con số cho hạm đội vệ tinh đang phát triển của Earth. Có tính đến các góc nhìn, độ cao và độ sáng dẫn họ đến kết luận này: Vì vậy, với 50k vệ tinh, tính quy phạm sẽ là một bầu trời đông đúc với các vật thể nhân tạo: mỗi độ vuông của bầu trời sẽ có một vệ tinh bò trên đó dọc theo toàn bộ quan sát đêm có thể truy cập và có thể nhìn thấy bằng máy ảnh thiên văn và không chỉ bằng thiết bị chuyên nghiệp.

Theo các tác giả, tất cả sự ô nhiễm ánh sáng này sẽ gây bất lợi nghiêm trọng cho việc quan sát thiên văn. Họ thừa nhận rằng SpaceX đang thử nghiệm với một vệ tinh tối đen của Hồi được sơn màu đen để giảm độ phản xạ. Nhưng họ chỉ ra rằng 75% bề mặt vệ tinh là các tấm pin mặt trời, rõ ràng là không thể sơn. Họ cũng chỉ ra các vấn đề khi sơn màu đen vệ tinh: Khắc Nếu thân vệ tinh bị ức chế phản xạ ánh sáng mặt trời, nó sẽ hấp thụ bức xạ nóng lên quá nhiều với những thất bại có thể xảy ra, do đó có thể sẽ tăng khả năng quản lý rủi ro cho toàn hạm đội và tạo ra giải pháp lớp phủ tối màu không hiệu quả hoặc thậm chí phản tác dụng.

Sau đó, có toàn bộ vấn đề nhiễu sóng vô tuyến. Ngay cả với các quy trình phủ và giảm thiểu tốt nhất để giảm tác động lên các quan sát thiên văn trực quan, điều thường bị bỏ qua hoặc quên là các chòm sao viễn thông sẽ tỏa sáng trong các dải bước sóng vô tuyến, có thể quan sát được từ mặt đất.

Có những thập kỷ thỏa thuận cũ từ khi bắt đầu thời đại vũ trụ dành riêng một số tần số vô tuyến cho một số mục đích sử dụng nhất định. Tần số của các nguyên tử và phân tử nhất định trong không gian được dành riêng cho thiên văn vô tuyến. Chúng bao gồm carbon monoxide và các đồng vị của nó, và H2O.

Các nhà thiên văn vô tuyến đã phải đối mặt với tất cả các loại nhiễu. Theo các tác giả, điều này sẽ trở nên tồi tệ hơn nhiều. Điều không được thừa nhận rộng rãi là sự phát triển của các mạng viễn thông thế hệ mới nhất (cả từ vũ trụ và từ Trái đất) đã có tác động sâu sắc đến các quan sát thiên văn vô tuyến (ở tất cả các băng tần phụ): với các đội vệ tinh LEO, nó khá chắc chắn rằng tình hình có thể trở nên không thể chịu đựng được.

Những người thuộc thế hệ tương lai có quyền đối với một Trái đất không bị ô nhiễm và không bị hủy hoại, bao gồm cả bầu trời thuần khiết;

Tuyên ngôn quốc tế về quyền con người của UNESCO cho các thế hệ tương lai.

Sau đó, câu hỏi về tính hợp pháp và cơ quan nào có thể ủy quyền cho việc triển khai các chòm sao vệ tinh.

Các tác giả thu hút sự chú ý của chúng tôi đến tuyên bố năm 1994 của UNESCO (Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên Hợp Quốc). Tuyên bố đó nói rằng những người thuộc thế hệ tương lai có quyền đối với một Trái đất không bị ô nhiễm và không bị hủy hoại, bao gồm cả bầu trời thuần khiết; họ có quyền hưởng thụ như là nền tảng của lịch sử văn hóa và trái phiếu xã hội của con người làm cho mỗi thế hệ và cá nhân trở thành một thành viên của một gia đình nhân loại.

Tuyên bố tương tự của UNESCO cũng nói rằng Ở đây, Di sản thế giới là tài sản của toàn nhân loại, và trong khi có thể có luật bảo vệ, thì việc thi hành đây là một vấn đề khác, vì chỉ các quốc gia mới có thể kiện các quốc gia khác theo loại điều ước quốc tế này. Một quốc gia chịu trách nhiệm về các hoạt động xảy ra trong phạm vi quyền hạn của mình - cho dù chúng được ủy quyền hay không được ủy quyền.

Ba nhà thiên văn học chỉ ra rằng vì FCC và các cơ quan khác ở Hoa Kỳ đã chấp thuận cho Starlink, nên họ cũng có thể tạm dừng Starlink. Họ thậm chí có thể có nghĩa vụ theo luật quốc tế.

Họ cũng đề cập đến Hiệp ước ngoài vũ trụ, và nói rằng Và quy trình pháp lý là chính phủ tiểu bang, lần này là chính phủ Hoa Kỳ, chịu trách nhiệm pháp lý đối với tất cả các vật thể được gửi ra ngoài vũ trụ từ biên giới Hoa Kỳ. Điều đó có nghĩa là, chính phủ Hoa Kỳ chịu trách nhiệm về tác hại do tập đoàn Starlink của họ gây ra, đưa các vật thể vào quỹ đạo gây ra tác hại.

Bài viết đã thu hút gần bằng cách chỉ ra các hành động pháp lý có thể có mà cộng đồng quốc tế có thể thực hiện để ngăn chặn các chòm sao vệ tinh.

Họ có thể kiện FCC vì trong sự chấp thuận của họ, họ đã không tính đến ô nhiễm nhẹ, vi phạm Đạo luật Chính sách Môi trường Quốc gia. Đạo luật đó đòi hỏi bất kỳ cơ quan liên bang nào phải xem xét tác động môi trường của các dự án mà họ phê duyệt. Các tác giả cho rằng FCC đã không xem xét đầy đủ sự ô nhiễm ánh sáng từ Starlink.

Cộng đồng thiên văn học quốc tế có thể khởi kiện tại tòa án vì thiếu thẩm quyền và luật pháp của Hoa Kỳ để ủy quyền cho các vệ tinh không địa tĩnh đối với các quốc gia và quốc gia khác. Điều này đặt ra câu hỏi về quyền của FCC, thậm chí ủy quyền cho các chòm sao vệ tinh di chuyển qua các quốc gia khác.

Sau đó, Tòa án Công lý Quốc tế (ICJ). Ba tác giả nói rằng cộng đồng quốc tế có thể kiện chính phủ Hoa Kỳ tại ICJiên, để giữ các vụ phóng Starlink tiếp theo để định lượng sự mất mát tài chính công trong các dự án thiên văn quốc gia và quốc tế.

Cộng đồng thiên văn học quốc tế đã bắt đầu một bản kiến ​​nghị vào tháng 1 năm 2020. Cộng đồng muốn tổ chức Starlink và những người khác, họ muốn các biện pháp bảo vệ pháp lý được đưa ra để quan sát thiên văn và họ muốn hạn chế số lượng chòm sao vệ tinh ở mức tối thiểu.

Các tác giả cho biết tất cả những yêu cầu này đều xuất phát từ mối quan tâm chân thành của các nhà khoa học phát sinh từ các mối đe dọa bị cấm truy cập vào kiến ​​thức đầy đủ về Vũ trụ và mất một tài sản vô hình có giá trị vô hạn đối với nhân loại.

Không gian đang trở nên phức tạp hơn khi thời gian trôi qua. Chính xác các loại hoạt động sẽ được cho phép là không rõ ràng. Nhiều thập kỷ trước, gần đầu thời đại vũ trụ, luật pháp và thỏa thuận đã được đưa ra để giữ mọi thứ trong tầm kiểm soát.

Nhưng không ai thấy trước bất cứ điều gì như các chòm sao vệ tinh, và khung pháp lý điều chỉnh không gian có thể sẽ phải chịu nhiều áp lực.

Hơn:

• Tài liệu nghiên cứu: Mối quan tâm về các quan sát thiên văn trên mặt đất: Một bước để bảo vệ bầu trời thiên văn
• Wikipedia: Starlink
• Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ: Tuyên bố vị trí về các chòm sao vệ tinh