לאסטרונומים יש כמה דאגות רציניות בנוגע לסטארלינק וכוכבי לוויין אחרים

דמיינו את החלל סביב כדור הארץ מלא בעשרות אלפי לוויני תקשורת. תרחיש זה מתהווה לאט, ויש בו אסטרונומים מודאגים. כעת קבוצת אסטרונומים כתבה מאמר ובו התייחסו לדאגותיהם המפורטות, וכיצד לכל הלוויינים הללו יכול להיות השפעה חמורה ושלילית על האסטרונומיה הקרקעית.

SpaceX וחברות אחרות מפנות את עיניהן הקפיטליסטיות החזקות לחלל סביב כדור הארץ. SpaceX ו- OneWeb הן החברות היחידות - עד כה - שמשיקות חלק מכל קבוצות הכוכבים שלהן. אולם מספר חברות אחרות מתכננות לעשות זאת, ובסופו של דבר כל אותם לוויינים יספרו בעשרות אלפים.

קהילת האסטרונומיה עוררה חששות מסוימים בנוגע לקבוצת הלוויין הללו. האגודה המלכותית לאסטרונומיה והחברה האסטרונומית האמריקאית פרסמו שניהם הצהרות המביעות את דאגתם ורצונם לעבוד עם חברות בעסקי הכוכבים הלווייניים. הצהרות אלה מנומסות, זהירות בביקורתם, ונכתבות ברוח שיתוף פעולה.

אולם העיתון החדש הזה מציג את כל הדאגות של הקהילה האסטרונומית, מגובה בנתונים, ולחץ על נקודתם ביתר שאת.

"במשך מאות שנים תצפיות אסטרונומיות מבוססות-קרקע הובילו להתקדמות יוצאת דופן בהבנתנו המדעית של חוקי הטבע."

מתוך "דאגות מתצפיות אסטרונומיות קרקעיות: צעד להגנת השמיים האסטרונומיים"

קבוצת הכוכבים לוויינית היא קבוצה של לוויינים מלאכותיים הפועלים יחד כדי לספק כיסוי תקשורת גלובלי או כמעט גלובלי. יש להם פוטנציאל להנגיש אינטרנט מהיר במהירות כמעט בכל מקום. ברור שיש לכך יתרונות רבים.

אבל יש גם ביקורות, ושלושה אסטרונומים מאיטליה הציגו את הביקורות הללו בפירוט. השלושה הם סטפנו גאלוצי, מרקו סקארדיה ומישל מאריס. המאמר שלהם נקרא "דאגות מתצפיות אסטרונומיות קרקעיות: צעד להגנת השמיים האסטרונומיים."

כשמוסיפים את כל הלוויינים שחברות מעוניינות לשגר כחלק מהכוכבים שלהם, אתה מקבל איפשהו 50,000 לוויינים. השאלה היא, מה תהיה ההשפעה של אותם לוויינים על אסטרונומיה קרקעית? כותבי הדו"ח טוענים כי כל הלוויינים הללו יפגעו בהכרח בתצפיות אסטרונומיות.

הערה לקוראים: אנגלית אינה השפה הראשונה של כותבי העיתון, כך שחלק מהציטוטים מכילים אי-עקביות קטנה, אך המשמעות ברורה.

"תלוי בגובה ובשקיפות השטח שלהם, תרומתם לבהירות השמיים אינה זניחה עבור תצפיות מבוססות קרקע", נכתב בדו"ח במבוא. "עם הכמות העצומה של כ- 50,000 לוויינים מלאכותיים חדשים לתקשורת המתוכננת להיות משוגרת במסלול כדור הארץ בינוני ונמוך, צפיפותם הממוצעת של חפצים מלאכותיים תהיה בגודל לוויין של> 1 בדרגת שמיים מרובעים; זה בהכרח יפגע בדימויים אסטרונומיים מקצועיים. "

מכיוון ש- SpaceX הוא הרחוק ביותר בפריסת הכוכבים שלהם, ושמם צץ לעיתים קרובות בעיתון. מערכת Starlink של SpaceX כבר שיגרה כמעט 250 מהלוויינים שלהם, והם מתכננים לפרוס עד 42,000 לוויינים בסך הכל. על פי העיתון, לוויינים אלה "יאירו מהעוצמה השלישית עד השביעית בשמיים לאחר השקיעה ולפני עלות השמש."

המחברים אומרים כי כל אותם לוויינים ישאירו בהכרח שבילים בתמונות אסטרונומיות, ועשויים לעכב את החיפוש אחר חפצי כדור הארץ הקרוב. ישנה מידה מסוימת של סיכון שאנו לא יכולים להבחין בהשפעה פוטנציאלית בגלל כל הלוויינים האלה.

אבל זה לא רק תמונות שיושפעו לרעה, על פי הדו"ח. "חששות חמורים נפוצים גם באורכי גל אחרים הזכאים לחקירה בשטח, בפרט ברדיו-אסטרונומיה, שגלאים שלהם כבר רוויים מהקרינה בכל מקום של תקשורת לוויינים מתחנות החלל וגם מהקרקע."

בחודש מאי 2019, אלון מאסק ניסה לבטל כל חשש אסטרונומי בנוגע לסטארלינק. בין פיטוריו הביקורתיים למדי, היה אמירתו כי "עלינו להעביר טלסקופ <sic> למסלול בכל מקרה. הניוון האטמוספרי הוא נורא. "

למאסק יש פרופיל עצום בקהילת החלל, כך שדבריו עשויים לשכנע כמה שאין בעיות בין סטארלינק לאסטרונומיה. אבל מאסק הוא יזם, לא מדען.

על כל הישגיו, מאסק אינו מומחה באסטרונומיה או בהתבוננות אסטרונומית. האם ההצהרה שלו כי Starlink "תשפיע על ~ 0% על ההתקדמות באסטרונומיה", מדויקת ומושכלת?

נראה כי שלושת מחברי העיתון החדש לא חושבים כך. הם מתארים את הסיכונים שמצבי הכוכבים הלווייניים מהווים אסטרונומיה, וזה לא קשור לשאלה אם הם נראים באור אופטי. הם מציינים שיש "השפעות מסוכנות הנובעות משינויים כאלה באוכלוסיית הלוויינים הקטנים. מתווה אסטרטגיה ייעודית להתערבות דחופה לשמירה והגנה על כל להקה אסטרונומית הניתנת לצפייה מהקרקע. "

"ללא תצפיות מבוססות קרקע רוב האסטרונומיה הנוכחית מבוססת החלל תהיה חסרת תועלת או בלתי אפשרית."

מתוך "תצפיות לגבי תצפיות אסטרונומיות מבוססות-אדמה: צעד להגן על שמי האסטרונומיה"

המחברים מתחילים בהתחלה, ומצביעים על ההתקדמות העצומה בהבנה שנעשתה על ידי תצפיות קרקעיות. "במשך מאות שנים תצפיות אסטרונומיות מבוססות-קרקע הובילו להתקדמות יוצאת דופן בהבנתנו המדעית של חוקי הטבע." קשה להתווכח איתו.

בחלק הראשון של העיתון הם מדברים על כך שאסטרונומיה מבוססת חלל, או טלסקופ חלל, תרמו לידע. אך הם מציינים כי אסטרונומיה מבוססת-קרקע וחלל זקוקה זה לזה ומייצרים את המדע הטוב ביותר כאשר הם עובדים יחד. "ללא תצפיות מבוססות קרקע רוב האסטרונומיה הנוכחית מבוססת החלל תהיה חסרת תועלת או בלתי אפשרית."

אפשר לומר שהמחברים אינם מסכימים עם קביעתו של מאסק כי "עלינו להעביר טלסקופ <sic> למסלול בכל מקרה. הניוון האטמוספרי הוא נורא. "

אולי מאסק מעולם לא שמע על אופטיקה אדפטיבית. אופטיקה אדפטיבית מאפשרת לטלסקופים מודרניים מבוססי קרקע להתגבר על השפעת האטמוספרה על תצפיות. טלסקופים צפויים כמו הטלסקופ האירופי הגדול ביותר וטלסקופ השלושים מטר, כוללים אופטיקה אדפטיבית בלב העיצובים שלהם.

המחברים גם מציינים מה צריך להיות ברור לכל מי שחושב על זה הרבה מאוד זמן: בהשוואה לאסטרונומיה מבוססת קרקע, טלסקופים מבוססי חלל הם יקרים להפליא. ומסוכן.

ההתקדמות בטכנולוגיית הטלסקופ נעשית כאן על פני כדור הארץ. הפריסה שלהם היא החלק המסוכן, אך הטכנולוגיות כבר נבדקו ופותחו כאן על כדור הארץ. כפי שציינו מחברי העיתון, בדיקה ופיתוח של טכנולוגיות טלסקופ חדשות אינן אפשריות בחלל.

"המגבלה העיקרית של טלסקופים מבוססי חלל היא שלא ניתן לתחזק אותם, לשפץ אותם או לתקן אותם לאחר השיגור." האבל הוא יוצא דופן וטלסקופי חלל אחרים לא נשמרו. ברגע שהם סיימו, הם סיימו.

"בהשוואה למצפה כוכבים מבוסס קרקע, זמן החיים הממוצע של טלסקופים מבוססי חלל הוא בסדר גודל של כמה עשורים או פחות. נהפוך הוא המצפים המבוססים על הקרקע נמשכים כמה עשורים, כאשר הטלסקופים המותקנים בתחילת עידן החלל עובדים שוב בצורה רווחית. " בקיצור, טלסקופים חלליים מיושנים מבחינה טכנולוגית, בעוד שמקביליהם המקוריים ממשיכים לעבוד.

אנו יכולים לראות זאת באמצעות הטלסקופ הגדול ביותר של מצפה הכוכבים האירופי (ESO). ה- VLT מורכב מארבע יחידות ראשוניות, והראשונה ראתה אור ראשון בשנת 1998. במהלך השנים שודרגה מספר פעמים, כל פעם הגדילה את יכולות הצפייה שלו. שני מכשירים, SPHERE (אור ראשון ביוני 2014) ו- ESPRESSO (אור ראשון בספטמבר 2016), נועדו ללמוד exoplanets, דבר שלא היה חשוב בעת תכנון ה- VLT. מכשירים אחרים, כמו VISIR (VLT Imager וספקטרומטר לאינפרא אדום) שודרגו ללימודי Exoplanets.

טלסקופים חלליים הם גם יקרים בהשוואה לטלסקופים מבוססי קרקע. טלסקופ החלל ג'יימס ווב נמצא בפיתוח כבר 20 שנה והוא יעלה 10 מיליארד דולר ארה"ב. אולם הדור הבא של טלסקופים מבוססי קרקע, כמו טלסקופ הענק מגלן והטלסקופ האירופי הגדול ביותר, יעלה כמיליארד דולר כל אחד. והם ככל הנראה יחיו את JWST בעשרות שנים.

החלק הזוועני של העיתון עוסק בבעיות בפועל שעומדות בפני אסטרונומיה קרקעית מכוכבי לוויין. באורכי גל אלקטרומגנטיים מסוימים, טלסקופי חלל יעילים בהרבה מטלסקופים מבוססי קרקע. באינפרא אדום הרחוק למשל, האווירה חוסמת הרבה ממנו. אבל זה לא מספר את כל הסיפור.

בעיתון מדברים המחברים על השפלה בשמיים. השפלה זו נובעת לא רק מזיהום אור בשטח, אלא "היא נובעת גם מצי לוויין מלאכותיים שחוצים ותצפיות הצטלקות עם פסים / שבילים מקבילים בהירים בכל קווי הרוחב."

סטארלינק לבדה רוצה להכניס עד 40,000 לוויינים למסלול. זו רק חברה אחת מתוך כמה עם תוכניות להשקת קונסטלציות לוויניות. אף אחד לא יודע כמה יהיו בסופו של דבר, אבל זה הוגן להשתמש בנתון לווייני של 50,000 לדיון.

"האסטרונומים מודאגים מאוד מהאפשרות שהשמים הנראים מכדור הארץ עשויים להיות שמיכה על ידי עשרות אלפי לוויינים, אשר יעלו על מספרם הגדול של כ -9,000 כוכבים הנראים לעין האנושית ללא סיוע", אומרים המחברים. "זה לא איום מרוחק: זה כבר קורה."

שלושת האסטרונומים מפרקים את כל המספרים עבור צי הלוויינים הצומח של כדור הארץ. אם לוקחים בחשבון זוויות צפייה, גובה ובהירות מוביל אותם למסקנה זו: "אם כן, עם לוויינים של 50 ק"ג," הנורמליות "תהיה שמיים עמוסים חפצים מלאכותיים: בכל דרגה מרובעת בשמיים יהיה לוויין הזוחל לאורך כל כולה התבוננות בלילה נגישה ונראית על ידי מצלמות אסטרונומיות ולא רק באמצעות מכשירים מקצועיים. "

לדברי המחברים, כל זיהום האור הזה יהיה לרעה חמורה בתצפית האסטרונומית. הם מכירים בכך ש- SpaceX מבצע ניסויים בלוויין "כהה" אחד שצבוע בשחור כדי להפחית את ההשתקפות. אך הם מציינים כי 75% משטח הלוויין הם לוחות סולאריים, שאותם ברור שאי אפשר לצבוע. הם מציינים גם בעיות בצביעת לוויין שחור: "אם גוף הלוויין ייעכב כדי לשקף את אור השמש, הוא יספוג קרינה שמתחממת יותר מדי בגלל תקלות אפשריות, ובכך כנראה יגדיל את ניהול הסיכונים עבור כל הצי ויהפוך את פתרון ציפוי כהה לא יעיל או אפילו פרודוקטיבי. "

ואז יש את כל הבעיה של הפרעות רדיו. "אפילו עם נהלי הציפוי וההפחתה הטובים ביותר כדי להפחית את ההשפעה על תצפיות אסטרונומיות ויזואליות, מה שמושמט או נשכח לעיתים קרובות הוא שמכוניות טלקומוניקציה יאירו ברצועות אורכי הגל הרדיו, שניתן יהיה לראות מהקרקע."

ישנם הסכמים ותיקים של עשרות שנים מתחילת עידן החלל ששומרים תדרי רדיו מסוימים לשימושים מסוימים. התדרים של אטומים ומולקולות מסוימות בחלל שמורים לאסטרונומיה ברדיו. אלה כוללים פחמן חד חמצני והאיזוטופים שלו, ו- H2O.

אסטרונומים ברדיו כבר צריכים להתמודד עם כל מיני הפרעות. לדברי המחברים, הדבר יחמיר הרבה יותר. "מה שלא זוכה להכרה רחבה הוא שפיתוח רשתות התקשורת מהדור האחרון (הן מהחלל והן מכדור הארץ) כבר משפיע בצורה עמוקה על תצפיות רדיו-אסטרונומיות (בכל להקות המשנה): עם ציי לוויין של LEO זה די בטוח שהמצב עלול להיות בלתי נסבל. "

"לאנשים השייכים לדורות הבאים יש זכות לכדור הארץ שאינו מזוהם ולא פגום, כולל שמיים טהורים;"

ההצהרה האוניברסלית של אונסק"ו לזכויות אדם לדורות העתיד.

ואז יש שאלת החוקיות, ואילו גופים יכולים לאשר פריסת קונסטלציות לוויניות.

הכותבים מפנים את תשומת ליבנו להצהרת 1994 מטעם אונסק"ו (ארגון החינוך, המדע והתרבות של האו"ם). בהצהרה זו נאמר כי "לאנשים השייכים לדורות הבאים יש זכות לכדור הארץ שאינו מזוהם ולא פגום, כולל שמיים טהורים; הם זכאים להנאתו כבסיס ההיסטוריה האנושית של תרבות וקשרים חברתיים שהופכים כל דור ואדם לבני משפחה אנושית אחת. "

אותה אמירה של אונסק"ו אומרת גם "כאן מורשת עולמית היא נחלת כל המין האנושי, ואף שישנם חוקים מגנים, אכיפת זה עניין אחר, שכן רק מדינות יכולות לתבוע מדינות אחרות תחת סוג זה של אמנה בינלאומית. מדינה אחראית לפעילויות המתרחשות בתחום שיפוטה - בין אם הן מורשות ובין אם אינן מורשות. "

שלושת האסטרונומים מציינים כי מאחר שה- FCC וגופים אחרים בארצות הברית נתנו אישור לסטארלינק, יתכן שהם יוכלו לעצור את סטארלינק. הם עשויים אפילו להיות מחויבים על פי החוק הבינלאומי.

הם גם מזכירים את אמנת החלל החיצון, ואומרים "והתהליך המשפטי הוא שממשלת המדינה, הפעם ממשלת ארה"ב, אחראית כחוק לכל החפצים שנשלחים לחלל החיצון שמשגרים מגבולות ארה"ב. המשמעות היא שממשלת ארה"ב היא שאחראית לפגיעה שגורמת התאגיד שלה, Starlink, לשלוח חפצים למסלול הגורם נזק. "

העיתון מתקרב ומצביע על פעולות משפטיות אפשריות שהקהילה הבינלאומית יכולה לנקוט כדי לעצור קונסטלציות לוויניות.

הם יכולים לתבוע את ה- FCC מכיוון שבאישורם הם לא לקחו בחשבון זיהום קל, מה שמפר את החוק למדיניות הסביבה הלאומית. מעשה זה מחייב כל סוכנות פדרלית לשקול את ההשפעה הסביבתית של הפרויקטים שהם מאשרים. הכותבים טוענים כי ה- FCC לא שקל את הולם את זיהום האור מסטארלינק.

קהילת האסטרונומיה הבינלאומית יכולה "להגיש תביעה בבית המשפט בגין חוסר סמכות ותחום שיפוט של ה- FCC האמריקני לאשר לווינים פרטיים שאינם גיאוסטציונריים על מדינות ומדינות אחרות." זה מטיל ספק בזכות ה- FCC אפילו לאשר קבוצות לוויין שנוסעות על פני מדינות אחרות.

ואז יש בית הדין הבינלאומי לצדק (ICJ). שלושת המחברים טוענים כי הקהילה הבינלאומית יכולה לתבוע את ממשלת ארה"ב בבית הדין הבינלאומי "... להמשיך בהשקות של Starlink כדי לכמת את אובדן הכספים הציבוריים בפגיעה בפרויקטים אסטרונומיים לאומיים ובינלאומיים."

קהילת האסטרונומיה הבינלאומית פתחה עתירה בינואר 2020. הקהילה רוצה להחזיק את Starlink ואחרים, הם רוצים הגנות חוקיות שיושמו לצורך תצפית אסטרונומית, והם רוצים להגביל את מספר הכוכבים הלווייניים למינימום.

"כל הבקשות הללו נובעות מדאגת ליבם של מדענים הנובעים מאיומים שנאסר עליהם לגשת למלוא הידע של הקוסמוס ואובדן נכס בלתי מוחשי בעל ערך לאין ערוך לאנושות," אומרים המחברים.

החלל הופך להיות יותר מבטל חוקי ככל שעובר הזמן. לא ברור אילו סוגים של פעילויות יורשות. לפני עשורים, סמוך לתחילת עידן החלל, נקבעו חוקים והסכמים בכדי לשמור על שליטה על הדברים.

אך איש לא חזה דבר כמו קונסטלציות לוויניות, והמסגרת החוקית המסדירה את המרחב צפויה להיכנס ללחץ רב.

יותר:

• נייר מחקר: דאגות מתצפיות אסטרונומיות קרקעיות: צעד להגנת השמיים האסטרונומיים
• ויקיפדיה: סטארלינק
• החברה האסטרונומית האמריקאית: הצהרת עמדה על קבוצות כוכבים לוויניות