ماهواره‌ها ستاره‌شناسی را تهدید می‌کنند!

افزایش تعداد ماهواره‌ها در مدار زمین و پرتاب ماهواره‌های جدید در آینده، به نگرانی بزرگی برای جامعه ستاره‌شناسی تبدیل شده است و ستاره‌شناسان معتقدند که تجمع ماهواره‌ها در مدار زمین می‌تواند رصدها را مختل کند.

کد خبر: ۶۱۱۲۵۲

تاریخ: ۱۹ ارديبهشت ۱۴۰۲ - ۰۹:۵۹

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از اسپیس، با پیشرفت شبکه ماهواره‌های «استارلینک»(Starlink) و «وان‌وب»(OneWeb)، شبکه اینترنتی پروژه «کویپر»(Kuiper) شرکت «آمازون»(Amazon) و انجام شدن ابتکارات ماهواره‌ای بزرگ‌تر، ستاره‌شناسان به طور فزاینده‌ای نگران تابش نور حدود ۴۰۰ هزار ماهواره‌ای هستند که برای پرتاب شدن به به مدار پایین زمین در سال‌های آینده برنامه‌ریزی شده‌اند.

پاسخ متداول حامیان شبکه ماهواره‌ای این است: نگرانی چیست؟ به هر حال، هر سیستمی که برای بررسی دقیق کیهان لازم است، در وهله اول باید بیرون از زمین باشد. مگر به همین دلیل نیست که «تلسکوپ فضایی هابل»(HST) و «تلسکوپ فضایی جیمز وب»(JWST) در میان انبوهی از فضاپیماها پرتاب شدند؟

درک عمومی

«اندرو ویلیامز»(Andrew Williams)، مسئول روابط خارجی «رصدخانه جنوبی اروپا»(ESO) و یکی از سرپرست‌های «مرکز حفاظت از آسمان تاریک و آرام در برابر تداخل شبکه ماهواره‌ای» در «اتحادیه بین‌المللی ستاره‌شناسی»(IAU)، اخیرا این پرسش را مطرح کرد که چگونه در آینده از آسمان تاریک محافظت کنیم.

ویلیامز در رویداد «آسمان‌های تاریک و آرام: راه پیش رو»(Dark & Quiet Skies: The Way Ahead) که در ۹ فوریه به میزبانی «موسسه سیاست فضایی اروپا»(ESPI) برگزار شد، گفت: وجود صدها هزار ماهواره احتمالی در مدار پایین زمین، یک چالش فوری را در زمینه حاکمیت فضایی ایجاد می‌کند که هم بر رفتار حرفه‌ای ستاره‌شناسی و هم بر منظره بکر آسمان شب تأثیر می‌گذارد.

«سیمونتا دی پیپو»(Simonetta Di Pippo)، مدیر «دفتر امور فضایی ملل متحد در حوزه آسمان تاریک و آرام»(COPUOS) در اواخر سال ۲۰۲۰ گفت: ما باید یک تفاهم مشترک پیدا کنیم. از یک طرف، شبکه‌های ماهواره‌ای می‌توانند پوشش اینترنتی جهانی را فراهم آورند و سه میلیارد نفر باقی‌مانده را آنلاین کنند که یک جهش بزرگ رو به جلو در اتصال جهانی به اینترنت است اما در عین حال، ما باید از علم ستاره‌شناسی محافظت کنیم. ما باید برای تغییر بحث‌ها در سطح بین‌المللی میان همه اعضای مرتبط گام برداریم. ابتکار آسمان تاریک و آرام سازمان ملل متحد باید دقیقا توصیه‌هایی را در همین زمینه پیشنهاد کند که در نهایت می‌توانند مورد استفاده دولت‌های محلی قرار بگیرند یا در سطح بین‌المللی با آنها موافقت شود.

خطوط مورب روی این عکس، دنباله‌هایی از نور بازتابیده‌شده توسط ده‌ها ماهواره استارلینک هنگام عبور از میدان دید تلسکوپ هستند.

صدور پروانه بهره‌برداری

«ریچارد گرین»(Richard Green)، معاون روابط دولتی در «رصدخانه استوارد»(Steward Observatory) متعلق به «دانشگاه آریزونا»(U of A) گفت: فرستادن ماشین‌های ستاره‌شناسی دقیق به فضا و رها کردن رصدهای زمینی، راه‌ حل مورد نظر نیست. نکته این است که ما نمی‌توانیم قابلیت‌های اصلی زمینی را در فضا تکرار کنیم.

گرین گفت: سریع‌ترین پیشرفت در کاهش اثرات شبکه‌های ماهواره‌ای بر ستاره‌شناسی، حاصل تلاش‌های مشترک در حوزه صنعت است که برخی از آنها اکنون به صدور مجوز عملیاتی توسط «کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا»(FCC) مشروط هستند.

حدود ۱۹ ماهواره استارلینک که اندکی پس از پرتاب در نوامبر ۲۰۱۹ تصویربرداری شدند.

پیامدهای مثبت

گرین گفت: شرکت «اسپیس‌ایکس»(SpaceX) یک پیشرو در حوزه تلاش برای یافتن پوشش نوری است که می‌تواند روشنایی ظاهری روی زمین را تقریبا تا ۵۰ برابر کاهش دهد. همچنین، این شرکت به طور داوطلبانه یک توافق‌نامه هماهنگی را با «بنیاد ملی علوم آمریکا»(NSF) عملی کردند.

در آن توافق، اسپیس‌ایکس قول داد که برای کاهش بیشتر نور تلاش کند، اتصال مستقیم به تلسکوپ‌های رادیویی زمینی را کاهش ندهد و اقدامات دیگری را برای کاهش تأثیر آنها بر ستاره‌شناسی انجام دهد.

گرین خاطرنشان کرد که کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا، اجرای چنین توافق‌نامه‌ای را شرط اعطای مجوز به «نسل دوم ماهواره‌های استارلینک»(Starlink V۲) قرار داده و شرایط مشابهی را در مجوز اخیر که به کویپر آمازون اعطا شده، قرار داده است.

گرین ادامه داد: جامعه ستاره‌شناسی پیشتر با کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا ملاقات کرده و از آنها خواسته بود که چنین رویکردی را در نظر بگیرند. بنابراین، این یک نتیجه بسیار مثبت است.

گرین به عنوان یک پیش‌بینی برای آینده گفت که روند کار علیه ستاره‌شناسی با شبکه‌های ماهواره‌ای، یک فشار قوی برای ارتباطات است. وی افزود: این امر مستلزم ساخت یک آنتن با مساحت بزرگ برای هر ماهواره است تا سیگنال‌های ضعیف منتشر شده از تلفن‌های همراه را جذب کند. بنابراین، حرکت کردن به سوی سازه‌های فضایی بزرگ‌تر قطعا تأثیر آنها بر مشاهدات زمینی را افزایش می‌دهد.

بزرگترین آرایه ارتباطات تجاری که تاکنون در مدار پایین زمین مستقر شده متعلق به یک ماهواره ارتباطی مستقیم به نام «بلوواکر ۳»(BlueWalker ۳) است. مساحت آن به ۶۴ متر مربع می‌رسد که تقریبا به اندازه یک آپارتمان کوچک است.

آرشیو داده‌های هابل

این تفکر که همه کارهای ستاره‌شناسی باید بیرون از زمین انجام شوند، پاسخی را از جانب «جان بارنتین»(John Barentine)، مدیر اجرایی و مشاور اصلی شرکت «مشاوره آسمان تاریک»(Dark Sky Consulting) در آریزونا به دنبال داشت. کار این گروه مشاوره، روی آلودگی نوری، آسمان تاریک و ستاره‌شناسی متمرکز است.

بارنتین گفت: همه رصدخانه‌های فضایی، بالای ماهواره‌های مورد بحث پرواز نمی‌کنند؛ به ویژه تلسکوپ فضایی هابل که به اندازه‌ای در مدار پایین زمین می‌چرخد که گاهی اوقات عکس‌های آن مستقیما تحت تأثیر مسیرهای ماهواره‌ای قرار می‌گیرند.

بارنتین در مورد جستجوی اخیر در آرشیو داده هابل با استفاده از یادگیری ماشینی صحبت کرد. نتیجه این جستجو، یافتن بیش از ۲۴۰۰ مسیر ماهواره‌ای در عکس‌ها بود. بارنتین ادامه داد: ما انتظار داریم که به اندازه سال‌های عمر مفیدی که تلسکوپ فضایی هابل داشته است، شاهد افزایش قابل توجه این آمار باشیم.

وی افزود: البته تلسکوپ فضایی جیمز وب آن قدر دور از زمین پرواز می‌کند که تحت تأثیر ماهواره‌ها قرار نمی‌گیرد اما تنها یک جیمز وب وجود دارد و هزاران ستاره‌شناس هستند که می‌خواهند از آن استفاده کنند.

تلسکوپ فضایی هابل

تراژدی منابع مشترک

بارنتین گفت: رصدخانه‌های زمینی برای پیشبرد دانش ما در مورد کیهان، کاملا حیاتی بوده‌اند و خواهند بود. فضا، محیطی ناملایم است و فعالیت کردن در آن هنوز هم هزینه بسیار زیادی دارد. با همین بودجه می‌توانیم مشاهدات بیشتری را از زمین داشته باشیم و بررسی‌های بسیار مؤثرتری را در مورد آسمان انجام دهیم. این امکانات در هماهنگی با ماموریت‌هایی مانند جیمز وب برای ارائه مشاهدات مهم بعدی در مورد اجرامی که کشف می‌کند، امکان‌پذیر خواهند شد.

نکته دیگری که بارنتین مطرح کرد، این بود که آسمان شب فقط متعلق به ستاره‌شناسان نیست. وی افزود: همه افراد از ستاره‌نگاران معمولی گرفته تا مردمان بومی که اغلب ستاره را یک جرم با اهمیت مذهبی و فرهنگی می‌دانند، در نحوه استفاده از فضا با توجه به تأثیرات آن بر آسمان شب نقش دارند. بنابراین، این که فقط ستاره‌شناسان را به عنوان کاربران آسمان شب در نظر بگیریم، بسیار کوته‌بینانه است.

رصدخانه پیشرفته «ورا روبین»(Vera Rubin Observatory)، در شیلی در حال ساخت است. تخمین زده شده که ۴۰۰ هزار ماهواره پرتاب‌شده اخیر و برنامه‌ریزی‌شده برای پرتاب به مدار پایین زمین، توانایی اکتشافی آن را تهدید می‌کنند.

مزاحمانی برای مسیریابی

«یوهان اکلوف»(Johan Eklöf)، دانشمند سوئدی و نویسنده کتاب جدید «مانیفست تاریکی: در مورد آلودگی نور، بوم‌شناسی شب و ریتم‌های باستانی که زندگی را حفظ می‌کنند»(The Darkness Manifesto: On Light Pollution, Night Ecology, and the Ancient Rhythms that Sustain Life) معتقد است که پژوهش‌ها، نوری را بر اثر دومینووار کاهش تاریکی در سیاره ما می‌تابانند.

اکلوف در مصاحبه با اسپیس گفت: ماهواره‌ها در حال حاضر خودنمایی می‌کنند و مانند ستاره‌های جدید درخشان در آسمان به نظر می‌رسند. به سختی می‌توان تشخیص داد که آیا نور آن قدر زیاد است که باعث آلودگی نوری روی زمین شود یا خیر اما این موضوع باید بررسی شود.

اکلوف خاطرنشان کرد: حیواناتی که مسیر خود را با توجه به ستاره‌ها پیدا می‌کنند، احتمالا ترافیک آسمان را گیج‌کننده‌تر می‌بینند. من هنوز از هیچ پژوهشی در این زمینه خبر ندارم اما باید متوجه باشیم که ما با یک نقشه باستانی دست و پنجه نرم می‌کنیم و این مطمئنا تأثیراتی خواهد داشت.

تغییرات جهان

«اما لودن»(Emma Louden)، دانشجوی مقطع دکتری ستاره‌شناسی «دانشگاه ییل»(Yale University) گفت: تبدیل شدن آسمان صاف شب به آسمانی پر از شبکه‌های ماهواره‌ای و زباله‌های فضایی، اساسا نحوه تعامل بشر با آسمان شب را تغییر می‌دهد.

اگرچه این تکامل برای ستاره‌شناسانی که به تلسکوپ‌های زمینی تکیه می‌کنند، دلهره‌آور است اما لودن احساس می‌کند که این لحظه، یک فرصت فوق‌العاده برای بازبینی نحوه نزدیک شدن ما به رصدخانه‌های پیشرفته به شمار می‌رود.

لودن دریافت که با وجود تغییر جهان، ستاره‌شناسان با فرآیند تکامل نحوه جمع‌آوری داده‌ها ناآشنا نیستند. وی افزود: همان طور که «رصدخانه پاریس»(Paris Observatory) توسط لویی چهاردهم در سال ۱۶۶۷ به عنوان راهی برای بهبود توانایی فرانسه در اکتشاف کره زمین تاسیس شد و سپس مورد تعرض مدرن‌سازی خیابان‌های پاریس در قرن نوزدهم قرار گرفت، تلسکوپ‌های ما که اکنون در حال ظهور هستند، در برابر یک چالش جدید قرار دارند. این چالش، شبکه‌های بزرگ ماهواره‌هاست.

لودن معتقد است همان طور که رصدخانه پاریس مجبور بود برای انجام دادن نجوم پیشگامانه، محور و راه‌های جدیدی بیابد، اکنون نیاز به تکامل و ورود به دنیای جدید شبکه ماهواره‌ای احساس می‌شود. وی افزود: ستاره‌شناسان با نوآوری و خلاقیت بیگانه نیستند. تغییر در آسمان شب، فرصتی برای جامعه ستاره‌شناسی است تا گردهم بیایند و برای آینده نوآوری کنند.