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

Чума на вашу голову! Как зародилась чёрная смерть Чума на вашу голову! Как зародилась чёрная смерть

История возбудителя трех известных чумных пандемий

Наука и жизнь
«Заходишь в вагон, а там 200 омоновцев стоит» «Заходишь в вагон, а там 200 омоновцев стоит»

Руслан Федотов о жизни московской подземки в своем фильме «Куда мы едем?»

Weekend
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
Джулиан Барнс: «Элизабет Финч». Отрывок из философского романа классика английской литературы Джулиан Барнс: «Элизабет Финч». Отрывок из философского романа классика английской литературы

Фрагмент из философского трактата обо всем на свете Джулиана Барнса

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

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Одна вокруг света: горный картофель и сезон дождей Одна вокруг света: горный картофель и сезон дождей

174-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: северные Анды

Forbes
БИНТИ БИНТИ

Бюро иностранной научно-технической информации

Наука и жизнь
5 способов прокачать знание иностранных языков с помощью музыки 5 способов прокачать знание иностранных языков с помощью музыки

Можно ли использовать музыку для изучения иностранных языков?

ТехИнсайдер
«Браки совершаются на небесах»: что это значит? «Браки совершаются на небесах»: что это значит?

Что имеют в виду современные люди, говоря, что союзы заключаются на небесах?

Psychologies
«Дело Финляндии — наше дело» «Дело Финляндии — наше дело»

В 1939–1940 годах театром военных действий снова стала Финляндия

Дилетант
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
Хрупкий балтийский берег Хрупкий балтийский берег

Как жители Балтики отвоевывают у моря родные берега

Вокруг света
5 научных опытов, результаты которых увидят лишь наши потомки 5 научных опытов, результаты которых увидят лишь наши потомки

История науки, которая пишется прямо сейчас

Вокруг света
Маленькая, но горная птичка: зачем ученые переселили колибри и что из этого вышло Маленькая, но горная птичка: зачем ученые переселили колибри и что из этого вышло

Крылатые аборигены Нового Света не вынесут перемен

Вокруг света
«Люди и учреждения Петровской эпохи». Какими были законы, институции и люди в начале XVIII века «Люди и учреждения Петровской эпохи». Какими были законы, институции и люди в начале XVIII века

Отрывок из книги «Люди и учреждения Петровской эпохи» о России XVIII—XX вв

N+1
7 неожиданных идей как использовать таблетки для посудомойки в быту 7 неожиданных идей как использовать таблетки для посудомойки в быту

Для чего еще нужны таблетки для посудомойки

Лиза
Провокаторы: кто они и чем опасны Провокаторы: кто они и чем опасны

Как выйти из конфликта с провокатором?

Psychologies
Три в одном: Как выбраться из любовного треугольника (и надо ли) Три в одном: Как выбраться из любовного треугольника (и надо ли)

О причинах возникновения любовного треугольника и о том, как его разорвать

Лиза
В древнеегипетском Гелиополе раскопали гранитные блоки времен фараона Хуфу В древнеегипетском Гелиополе раскопали гранитные блоки времен фараона Хуфу

Результаты раскопок в Каире на территории древнего города Гелиополя

N+1
СССР vs США: что показал эксперимент по сравнению образования 1958 года СССР vs США: что показал эксперимент по сравнению образования 1958 года

Много лет назад журналисты выяснили, где образование лучше: в США или в СССР

VOICE
Как сделать бомбочку для ванны своими руками: пошаговая инструкция Как сделать бомбочку для ванны своими руками: пошаговая инструкция

Почему бы не попробовать сделать бомбочку для ванны в домашних условиях?

VOICE
IT на кухне, в медицине и моде: как живет российский инновационный бизнес IT на кухне, в медицине и моде: как живет российский инновационный бизнес

В вечной битве «человек или машина» пока побеждает дружба

РБК
Как Леброн Джеймс стал самым успешным и богатым баскетболистом в XXI веке Как Леброн Джеймс стал самым успешным и богатым баскетболистом в XXI веке

Леброн Джеймс стал единственным из игроков НБА, кому удалось заработать $1 млрд

Forbes
Классика для жизни Классика для жизни

«Следовать за мыслями великого человека есть наука самая занимательная»

Seasons of life
Boulevard Depo Boulevard Depo

Рэпер-абсурдист Boulevard Depo — о семье, стихах и книгах

Собака.ru
Цифровое обогащение Цифровое обогащение

Горное дело – ровесник цивилизации. На помощь традициям приходят компьютеры и ИИ

ТехИнсайдер
Игорь Романов: «Есть песни модные, есть вечные. Наш материал – он вечный» Игорь Романов: «Есть песни модные, есть вечные. Наш материал – он вечный»

Что это такое – быть секс-символом всея СССР и можно ли войти в эту реку снова

Лиза
Один выпал с 9 этажа и прожил 25 лет, а другой протянул почти полвека: 10 котов-долгожителей Один выпал с 9 этажа и прожил 25 лет, а другой протянул почти полвека: 10 котов-долгожителей

Давайте вместе позавидуем котам долгожителям и возьмем с них пример

ТехИнсайдер
«Я — трудоголик»: почему важно планировать отпуск «Я — трудоголик»: почему важно планировать отпуск

Как не испытывать чувство вины за положенный отпуск?

Psychologies
Что такое параллельный импорт и как он работает? Что такое параллельный импорт и как он работает?

Что такое параллельный импорт, в чем его плюсы и минусы?

Правила жизни
Открыть в приложении