Для астрономов важно темное и спокойное небо, но что делать, если его нет?

Наука и жизньНаука

Жизнь без звёзд?

Борис Михайлович Шустов.

Притягательность ночного неба с россыпями звёзд настолько велика, что желание узнать больше о внеземном мире побудило человека создать телескопы. А затем — и космические аппараты, способные выйти на орбиту нашей планеты и за её пределы. И вот теперь развитие технологий привело к парадоксальному эффекту: космические спутники мешают изучать звёзды! Для астрономических наблюдений необходимо тёмное и спокойное небо, но что делать, если его нет?

Рассказывает член-корреспондент РАН Борис Михайлович ШУСТОВ, научный руководитель Института астрономии РАН.

Беседу ведёт Наталия Лескова.

— Борис Михайлович, что это за проблема — тёмного и спокойного неба?

— Проблема тёмного и спокойного неба (Dark and Quiet Sky), как она сейчас трактуется, — это новая тема, совсем недавно вышедшая на самый высокий уровень обсуждения и успевшая стать пунктом повестки на заседаниях научно-технического подкомитета ООН. Тема вынесена на такой высокий международный уровень по инициативе Международного астрономического союза, а поскольку последние шесть лет я был вице-президентом этой организации, то оказался задействованным довольно глубоко.

Проблема эта связана с тем, что космическая активность человечества развивается чрезвычайно бурно, за последние годы ситуация в космосе изменилась, а в предстоящие годы — изменится резко. Если десять лет назад в космосе находилось около двух тысяч действующих аппаратов, то сейчас их уже пять тысяч, а ещё нужно добавить три тысячи искусственных спутников, которые не действуют, и гигантское количество космического мусора. И в ближайшей перспективе ожидается запуск многих десятков тысяч космических аппаратов, в частности, аппаратов компании Samsung, Starlink и OneWeb.

Рост числа активных искусственных спутников Земли за последние 60 лет. Источник: J. McDowell/CfA, C. Walker/IAU Centre, STSC Symposium, February 15, 2022.

Эти гигантские созвездия спутников предназначены для полётов на низких орбитах, то есть на высотах от 350 до 1200 км, для обеспечения глобальной связи — телекоммуникаций и, прежде всего, Интернета. Спутники Starlink, производимые компанией, принадлежащей Илону Маску, несут вроде бы высокую миссию — любой человек должен иметь быстрый и надёжный доступ к Интернету в любом месте земного шара. А технически это приведёт к тысячам аппаратов на низких орбитах. Низкая орбита означает, что в поле зрения почти любого астрономического прибора появится много ярких движущихся источников, оставляющих заметные следы. Если телескоп широкоугольный, то вы за несколько минут получите несколько следов на снимке. Когда таких движущихся аппаратов десятки тысяч, то и следов будет очень много, и те пиксели, которые будут ими задеты, станут нерабочими, то есть информация будет потеряна. По оценкам экспертов Европейской Южной обсерватории, на широкоугольных инструментах типа LSST — это гигантская камера на 8,4-метровом широкоугольном телескопе Симони (США), который скоро начнёт работу, — потери информации будут составлять до 40 процентов.

— Но это огромный объём!

— Да, и это вызывает большую озабоченность астрономического сообщества. Вторая часть проблемы — все эти аппараты излучают в радиодиапазоне, и когда будут летать сто или даже пятьдесят тысяч аппаратов, в любом месте земного шара радиолуч от спутника будет входить в Землю буквально не более чем в одном градусе от направления на радиотелескоп. Это означает, что радиолучи будут постоянно засвечивать радиотелескопы, вызывая помехи. Создаётся радионеспокойная обстановка. И если первая часть проблемы — тёмное небо — относится к оптическому излучению, то вторая часть — спокойное небо — к радио.

Спутник Starlink с обычной антенной (вверху) и вариант DarkSat с затемнённой антенной (внизу). Иллюстрация из статьи: Krantz H., Pearce E. C. , Block A. Characterizing the All-Sky Brightness of Satellite Mega-Constellations and the Impact on Astronomy Research // arXiv:2110.10578, 2021.

— Это относится только к наземным телескопам? Будут ли страдать те, что находятся на орбите?

— Это относится и к наземным телескопам, и к тем, которые находятся на низких орбитах. Например, для Hubble Space Telescope все аппараты, летающие выше, будут видны так же, как с Земли, даже ещё ярче. Кроме того, могут пострадать системы и наземного, и космического базирования для обнаружения астероидов. Из-за испорченных кадров мы можем просто не увидеть опасные объекты, а это совсем не шутки. Пока что ситуация не критичная, но понятно, что она будет неизбежно ухудшаться, и готовиться к этому необходимо уже сегодня.

— Сакраментальный вопрос — что делать?

— Проведено уже несколько крупных международных конференций. Первая — подготовительная — состоялась в 2020 году, в 2021-м была организована полномасштабная научная конференция и в феврале 2022 года на площадках ООН в Вене прошла техническая конференция по тёмному спокойному небу. Кроме того, состоялись два совещания с промышленностью, с тем же Amazon, Space X и другими компаниями, чтобы обсудить, что тут можно сделать. Мы, астрономы, понимаем, что бессильны против прогресса и огромных денег, но свои опасения и рекомендации мы высказать должны. Одна из таких рекомендаций — сделать спутник менее ярким, покрасив его в тёмный цвет. И это уже испробовано в опытных образцах компанией того же Илона Маска.

— Они просто покрасили спутники в чёрный цвет?

— Не совсем так. Сначала покрасили некоторые спутники Starlink (их светлые антенны), уменьшив блеск аппарата примерно на одну-полторы звёздные величины, то есть в три раза. Если обычный спутник отражает примерно 25 процентов падающего на него солнечного света, то тёмный спутник (этот вариант назвали Darksat) отражает уже только восемь процентов. Но, как оказалось, красить антенны не годится, поскольку страдает радиопропускная способность. Тогда стали делать специальные светоблокирующие козырьки (такие спутники называют Vizorsat).

Ещё одна особенность низких спутников — их изображения находятся не в фокусе. Все существующие оптические телескопы рассчитаны на наблюдение объектов, находящихся очень далеко, практически на бесконечности. От далёких объектов идёт параллельный пучок света, и изображение точечного объекта можно свести в точку. А если такой объект находится ближе, то его изображение сильно размывается и соответствующий след на кадре расширяется. Площадь, поражённая паразитной засветкой, возрастает в разы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Механизмы зрения: наука и жизнь Механизмы зрения: наука и жизнь

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Как вернуть форму намокшей соломенной шляпе в домашних условиях - это просто! Как вернуть форму намокшей соломенной шляпе в домашних условиях - это просто!

Лето - время соломенных шляп

VOICE
Кис-кис в каплях Кис-кис в каплях

Обычная вода может превратиться в перекись водорода

Наука и жизнь
Защита от инфляции и бонус для миллениала: кто и где платит зарплату в криптовалюте Защита от инфляции и бонус для миллениала: кто и где платит зарплату в криптовалюте

Зачем использовать криптовалюту в качестве зарплаты?

Forbes
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
По ту сторону реки По ту сторону реки

Культурный посредник, переводчик, доула и гид объясняют свою миссию

Seasons of life
Вкусно и постно Вкусно и постно

Выбираем продукты для здорового рациона в Великий пост

Добрые советы
Как сетка квадратов стала первой утопией Как сетка квадратов стала первой утопией

Гипподам и «Гипподамова планировка»

Weekend
Гены древних людей Гены древних людей

Биолог Сванте Паабо создал отдельную научную дисциплину — палеогеномику

Наука и жизнь
Физики создали активную среду для непрерывного материальноволнового лазера Физики создали активную среду для непрерывного материальноволнового лазера

Установка, в которой происходит непрерывная поддержка конденсата Бозе-Эйнштейна

N+1
Передний привод: что это и чем отличается от заднего Передний привод: что это и чем отличается от заднего

Ни один тип привода не идеален, каков баланс основных показателей у переднего?

РБК
20 легендарных мультфильмов для всех возрастов, которые должен посмотреть каждый хоть раз в жизни 20 легендарных мультфильмов для всех возрастов, которые должен посмотреть каждый хоть раз в жизни

Эти анимационные фильмы могут поднять настроение не только детям

Правила жизни
Петров крест, или о полномочиях забвения Петров крест, или о полномочиях забвения

Петров крест — это и есть трава забвения?

Наука и жизнь
Кто и как делает русскую часовую механику Кто и как делает русскую часовую механику

Могут ли российские механические часы считаться престижными аксессуарами?

РБК
«Застывшие чувства превращаются в хроническую боль»: что такое ПТСР и как его лечить «Застывшие чувства превращаются в хроническую боль»: что такое ПТСР и как его лечить

О причинах ПТСР и о том, как его диагностировать и лечить

Forbes
Ресторатор Борис Зарьков: «Дальше очень просто – жизнь продолжается. Вы находитесь “здесь”» Ресторатор Борис Зарьков: «Дальше очень просто – жизнь продолжается. Вы находитесь “здесь”»

Ресторатор Борис Зарьков – пат в шахматах, уход Michelin и «голые короли

СНОБ
Летний режим Летний режим

Техника летней безопасности

Лиза
Удобство и минимум действий: как используется UX&UI дизайн для создания интерфейсов онлайн-кинотеатров Удобство и минимум действий: как используется UX&UI дизайн для создания интерфейсов онлайн-кинотеатров

Почему именно в онлайн-кинотеатрах особенно важно проектирование интерфейсов

ТехИнсайдер
Как использовать Telegram на компьютере: через браузер или отдельное приложение Как использовать Telegram на компьютере: через браузер или отдельное приложение

Какую версию Telegram выбрать для компьютера: браузерную или отдельный клиент?

CHIP
«Все мне должны»: что не так с этой установкой «Все мне должны»: что не так с этой установкой

Почему мы думаем, что нам все должны и причем тут личные границы?

Psychologies
Как построить коммунизм: почему Сталин хотел ввести 5-часовой рабочий день Как построить коммунизм: почему Сталин хотел ввести 5-часовой рабочий день

Почему Сталин хотел сократить трудовой день до пяти часов?

VOICE
NASA выбрало место высадки для венерианского атмосферного зонда DAVINCI NASA выбрало место высадки для венерианского атмосферного зонда DAVINCI

Как будет проведено исследование атмосферы и поверхности Венеры

N+1
Взгляд изнутри Взгляд изнутри

Эндоскопические исследования стали золотым стандартом в диагностике заболеваний

Здоровье
5 «испорченных» природой мест, в которых мечтает побывать каждый путешественник 5 «испорченных» природой мест, в которых мечтает побывать каждый путешественник

На появление этих удивительных красот уходят тысячелетия

Вокруг света
Вспоминаем хорошие книги: 5 громких новинок научной фантастики 2018 года Вспоминаем хорошие книги: 5 громких новинок научной фантастики 2018 года

Романы, которые позволят взглянуть на фантастические варианты будущего

ТехИнсайдер
«Окурков, фантиков и бутылок нигде нет»: честный рассказ тюменца, который переехал в Польшу на ПМЖ «Окурков, фантиков и бутылок нигде нет»: честный рассказ тюменца, который переехал в Польшу на ПМЖ

Мужчина перевез семью из Тюмени в Гданьск и не жалеет о своем решении

Вокруг света
Француженки уже не те: как на самом деле парижанки одеваются летом Француженки уже не те: как на самом деле парижанки одеваются летом

Как выглядят современные француженки

VOICE
Как почистить столовые приборы до блеска: серебро, нержавейка и дерево Как почистить столовые приборы до блеска: серебро, нержавейка и дерево

Что делать, если налет на столовых приборах так просто не оттирается?

ТехИнсайдер
Тихие убийцы: 5 самых ядовитых грибов на свете Тихие убийцы: 5 самых ядовитых грибов на свете

Самые токсичные представители загадочного царства грибов

Вокруг света
Безопасность или свобода? Безопасность или свобода?

Лето даёт ребёнку шансы обзавестись опытом, но не всегда всё проходит гладко

Здоровье
Открыть в приложении