衛星の群れが天文学にどのように脅威をもたらすか


スターリンク衛星は、ニューメキシコ州カーソン国有林近くの夜空のタイムラプス写真を横切って(垂直に)ストリークします。クレジット:M。Lewinsky(CC BY 2.0)

カリフォルニア州ホーソーンにある航空宇宙会社であるSpaceXがStarlinkインターネット通信衛星の最初のバッチを打ち上げてから3年が経ち、衛星が夜空の写真に残す縞について天文学者の間で懸念が高まっています。 それ以来、他の多くのスターリンクが打ち上げられました。現在、2,300以上が地球を周回しており、運用中のすべての衛星のほぼ半分を占めています。

科学者たちは猛攻撃に対処する上でいくらかの進歩を遂げました。 たとえば、国際天文学連合(IAU)は数日以内に、望遠鏡のオペレーターが衛星の位置を予測して機器を他の場所に向けられるようにするためのツールを含むWebサイトをデビューさせます。1

しかし、蓄積された証拠は、これらの衛星の「メガコンステレーション」が世界中の天文台や他のスカイウォッチャーにどれだけ干渉するかを明らかにしています。 そして衛星会社はまだ解決策を見つけていません。 SpaceXは、スターリンクに日よけのシェードを配置して夜空の外観を暗くすることで、この問題に対処しようとしていました。 だが 自然 会社がそうするのをやめたことを知りました。

今後数年間で数万の新しい衛星が打ち上げられる可能性があります。 「これは持続不可能な軌道です」と、シアトルのワシントン大学の天文学者であるメレディス・ロールズは言います。 「現時点では、私たちの科学は素晴らしいです。 しかし、どの時点で発見を逃すのでしょうか?」

メガコンステレーションの通行料

最初のスターリンクが打ち上げられて以来、天文学者は、科学的観測をフォトボムする衛星についてのパニックから、世界的な対応の組織化へと移行してきました。 2020年と2021年の一連の国際ワークショップの後、IAUは衛星コンステレーション干渉から暗く静かな空を保護するためのセンターを設立しました。 間もなく公開されるウェブサイトは、天文学者、政策立案者、衛星オペレーター、および一般の人々が、空を飛ぶ衛星の影響を減らす方法について調整するためのハブとして機能することを目的としています。

最近の研究によると、将来の衛星コンステレーションは、ヨーロッパとカナダの多くの天文施設が拠点を置く南緯50度と北緯50度の緯度で夏の夜に最も目立つようになるでしょう。2。 SpaceXや他の企業が提案した65,000の衛星を打ち上げると、夏至の周りの緯度で一晩中明るい点が空を横切って飛び交うだろうと研究は述べています。 日の出と日の入りの前後の時間帯では、肉眼で見える星の14個に1個が実際に衛星になります。

「それは本当に恐ろしいことです」と、仕事を率いたカナダのレジーナ大学の天文学者であるサマンサ・ローラーは言います。

個々の天体に焦点を合わせるのではなく、空の広い範囲を研究する天文台が最も影響を受けます。 カリフォルニア州パロマー山で1.2メートルの望遠鏡を使用して広い範囲の空を調査する掃天観測施設(ZTF)は、2021年8月の夕暮れ時に撮影された画像の18%に衛星の縞模様がありました。3。 ワルシャワ大学の天文学者である筆頭著者のPrzemekMrózは、衛星の数が増えるにつれてその数は増えたと言います。 彼は2022年4月からのZTFデータの予備分析を実行し、衛星の縞が薄明かりの画像の約20〜25%に影響を与えていることを発見しました。

これまでのところ、ZTFは、その画像処理方法が衛星の軌跡を検出してマスクできることもあり、衛星の縞によって損傷を受けた測定値の多くを持っていません、とMrózは言います。 しかし、他の天文台はより大きな課題に直面しています。特に、米国が資金提供し、チリで建設中の幅8.4メートルの望遠鏡であるヴェラC.ルービン天文台です。 目に見える空全体を3日ごとに撮影するため、画像を通過する衛星の縞に対して特に脆弱になります。 Rawlsや他の天文学者は、データから衛星の縞を識別して消去できるアルゴリズムなど、被害を軽減する方法に取り組んでいます。 しかし、データの修正には依然として多くの時間と労力がかかります。 「それは確かに私のキャリアを食べています」とロールスは言います。

忙しい空

衛星の数の増加はまた、電波天文学の分野に悪影響を及ぼし、スペースデブリの量を増やす恐れがあります。 その他のより広範な影響は、世界中の生活に影響を与える可能性があります。衛星の存在は、天体ナビゲーションに依存する動物の方向を変える可能性のある空の背景の輝きに寄与します。 衛星の筋は、暗い空からの情報に依存して年間を通じて重要なイベントをマークする先住民の知識システムなど、人間の知識システムにも干渉する可能性があります4

天文学の博士課程の候補者であり、キャンベラのオーストラリア国立大学の先住民研究員であるカーリーヌーンは、衛星星座の脅威の高まりが、光害などの夜空の他の劣化を助長していると述べています。 「私たちの土地が植民地化されたのと同じように、私たちの空は今植民地化されています」と彼女は言います。 「そして、これは先住民だけではありません。」 彼女は、企業が必ずしも科学界に相談することなく衛星を打ち上げたと指摘します。

一部の衛星オペレーターは、この問題を軽減するために取り組んできました。 SpaceX、ロンドンのOneWeb、ワシントン州シアトルのAmazonのProject Kuiperなどの企業は、衛星の影響を減らす方法について、IAUや​​各国の天文学会と定期的に会合を持っています。 SpaceXは、日よけの取り付けなど、スターリンクを暗くする方法をテストしました。 サンシェードは衛星の明るさを低下させます5、しかし、それらは最新世代のスターリンクから除外されているようです。 9月以降に打ち上げられたこれらの衛星は、無線の代わりにレーザーを使用して相互に通信し、日よけがこれらの通信を妨害します。

SpaceXは代わりに、地球から光を反射するために衛星ミラーにステッカーやその他の材料を追加するなど、他の緩和策に取り組んでいると、同社のエンジニアであるDavid Goldstein氏は、英国に本拠を置く天文学会(FAS)が主催するウェビナーで述べた。今月上旬。

それがどれだけうまくいくかはまだ整理されています。 スターリンクの明るさの102の観測値の未発表の分析は、新世代のものが日よけを持っていることが知られているものよりも明るく見えることを示唆しています。 しかし、それらは日よけのない元のスターリンクほど明るくはありません、と分析を実行したメリーランド州ボウイの引退した天文学者であるアンソニー・マラマは言います。

一方、OneWebは、計画されている648個の衛星の初期セットのうち428個を打ち上げました。 それらはスターリンクよりもはるかに高い高度で軌道を回っています—550キロメートルと比較して1,200キロメートル。 衛星は通常、スターリンクよりも遠くにあるという理由だけで暗いですが、太陽光をどのように捉えて反射するかによって、明るさがかなり変化する可能性があります。

2021年の50のOneWeb衛星に関するある予備調査では、それらのほぼ半分が天文学者によって指定された「安全な」限界よりも少し明るいことがわかりました、とチリのコピアポにあるアタカマ大学の天文学者であるJeremyTregloan-Reedは言います。 OneWebは、衛星の可視性を減らすことに取り組んでいると述べています。 シチリア島の望遠鏡を使用して明るさを測定し、その情報を利用してより暗い将来の衛星を設計していると、OneWebの宇宙インフラ開発およびパートナーシップ担当副社長であるMaurizioVanottiはFASウェビナーに語った。

3,200以上の衛星を追加するAmazonのProjectKuiperは、今年の終わりまでに最初の2つのプロトタイプ衛星を打ち上げる予定です。 そのうちの1つには日よけが含まれているため、会社は衛星の明るさを暗くする能力を比較できます。

IAUや他の天文学団体は国連に問題の認識を促していますが、夜空にどのように明るい衛星を表示するかを規制する法律はありません。 6月1日にウィーンで開催される国連宇宙空間平和利用委員会の会議で、多くの国の代表者が空の保護について話し合う予定です。

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