Развитие спутниковой интернет-сети Starlink, создаваемой компанией SpaceX, кардинально изменяет ландшафт мировой связи, обеспечивая высокоскоростной интернет в самых отдалённых уголках планеты. Однако повышение количества низкоорбитальных спутников вызывает серьёзные опасения среди астрономов, которые беспокоятся о световом загрязнении и проблемах, возникающих при проведении наблюдений космоса. В частности, спутники способны отражать солнечный свет в ночном небе, что мешает работе наземных телескопов и нарушает качество получаемых изображений и данных. Именно поэтому SpaceX предпринимает активные меры для снижения яркости своих аппаратов, чтобы минимизировать их влияние на астрономические исследования. Одной из важнейших инициатив компании стало сотрудничество с астрономами и исследователями, которые совместно разрабатывают методы уменьшения светового загрязнения от спутников.
Недавно SpaceX опубликовала результаты исследования, выполненного командой, включающей инженера компании Форреста Фэнхаузера и профессора из Университета Калифорнии, Дэвис, Дж. Энтони Тайсона, являющегося главным научным сотрудником обсерватории Вера С. Рубин в Чили. Эта обсерватория знаменита своим мощным телескопом, который будет участвовать в грандиозном десятилетнем проекте Legacy Survey of Space and Time (LSST), направленном на детальное наблюдение за ночным небом. В своей работе команда учёных смоделировала влияние спутников Starlink различных версий на работу телескопа обсерватории.
Исследование основывалось на реальных данных о яркости и поведении аппаратов, а также на расписании наблюдений телескопа. Ключевым ориентиром при оценке влияния спутников стал показатель величины звездной яркости — величина 7 по шкале, где по астрономическим критериям наблюдения начинают страдать из-за помех от светящихся объектов. Для сравнения, звезды с величиной 6-7 едва видны невооружённым глазом. Результаты показали, что несмотря на наличие отдельных ярких спутников в кадрах, их количество будет незначительным. По данным исследования, из тысячи спутников версии V1.
5, наблюдаемых в первые часы летней ночи, лишь около 1,2 аппарата превышают значение яркости 7. Для более новых и больших спутников версии V2, оснащённых улучшенными технологиями затемнения, этот показатель снижен до менее одной (0,93) яркой единицы на тысячу спутников. Среди технических решений, которые позволили добиться таких показателей, — использование зеркальных покрытий и чёрной краски, а также смещённые солнечные панели, что сокращает отражение солнечного света. Кроме того, учёные рассмотрели возможность снижения орбиты спутников с текущих 550 километров до 350, что SpaceX рассматривает как способ не только улучшить задержку сигнала (латенси), но и значительно уменьшить визуальное воздействие на земные наблюдения. Моделирование показало, что при снижении высоты количество спутников, яркость которых превосходит порог, уменьшается примерно на 40%, что свидетельствует о значительном потенциале этого решения.
При этом, по словам авторов работы, изменяется и характер движения спутников на фоне неба — они становятся менее заметны из-за быстрого прохождения через поле зрения телескопа. Современные меры затемнения, признанные астрономами, ориентированы на достижение компромисса между функциональностью спутников и необходимостью сохранения чистоты ночного неба для учёных. Однако специалисты подчёркивают, что этот компромисс возможен только при условии прозрачности и сотрудничества компаний-операторов спутниковых созвездий с астрономическими организациями. SpaceX стала примером такой открытости, заключив соглашение с Национальным научным фондом США, что стало значимым шагом к координации усилий по снижению воздействия спутников на астрономические исследования. Тем не менее существует ряд ограничений и областей для дальнейшей работы.
Исследование было сфокусировано на одном конкретном космическом проекте и одной платформе спутников при нормальной работе аппаратов. Астрономы указывают, что яркость и количество спутников, создающих помехи, могут временно увеличиться во время этапов запуска, выведения на орбиту, вывода из эксплуатации или технических сбоев. Более того, помимо оптического излучения, спутники влияют и на работу радиотелескопов, что пока не было детально рассмотрено в указанном исследовании. Проблема светового загрязнения и помех от спутников выходит за рамки только одной компании или одного проекта. Международный астрономический союз и другие профильные организации работают над выработкой стандартов и рекомендаций, направленных на сохранение качества и условий исследований ночного неба.
В частности, рекомендуемым уровнем яркости спутников считается величина выше 7, что означает невидимость аппарата невооружённым глазом. Однако на практике многие спутники разных операторов фиксировались с большей яркостью, что вызывает беспокойство у астрономов по всему миру. Специалисты отмечают, что технологические решения SpaceX для уменьшения видимости спутников можно назвать прорывом в индустрии и повысить планку для других компаний — от AST SpaceMobile до международных игроков. Однако возможность масштабного решения проблемы требует коллективных усилий и согласованных действий всех заинтересованных сторон. Среди обсуждаемых технических нюансов также следует отметить, что при снижении орбиты спутников присутствуют компромиссы.
Хотя ниже расположенные аппараты меньше времени освещаются Солнцем и быстрее движутся, что снижает их заметность с Земли, уменьшение высоты сокращает радиус покрытия и требует более частых манёвров, связанных с расходом топлива и эксплуатационными затратами. В любом случае, научные обзоры и эмпирические данные стимулируют к поиску оптимальных решений для баланса между развитием спутниковых технологий и сохранением условий для наземных астрономических исследований. Результаты последних исследований и усилия SpaceX демонстрируют, что при разумном подходе и взаимодействии с научным сообществом возможно существенно снизить негативное влияние спутниковых созвездий на наблюдения космоса. Астрономы признают важность и значимость спутниковых систем для развития технологий и коммуникаций, но в то же время требуют бережного отношения к сохранению ночного неба — единственного окна человечества в глубины Вселенной. Продолжающиеся научные исследования, постоянный мониторинг яркости спутников и технологические инновации позволят в перспективе обеспечить гармоничное сосуществование спутниковых интернет-сетей и астрономических наблюдений.
Путь к этому лежит через открытый диалог, сотрудничество и внедрение передовых технических решений, способных минимизировать помехи и сохранить чистоту ночного неба для будущих поколений исследователей планет, звёзд и галактик.
