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

Мир после запятой Мир после запятой

Как метрология помогает наукам развиваться, а людям объединяться

Наука и жизнь
Дорога в облака Дорога в облака

Как новые технологии сохраняют работоспособность и безопасность данных

Цифровой океан
Механизмы зрения: наука и жизнь Механизмы зрения: наука и жизнь

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Терраформирование Марса: можно ли превратить в оазис пески Красной планеты? Терраформирование Марса: можно ли превратить в оазис пески Красной планеты?

Насколько реально терраформирование Красной планеты

TechInsider
Микроскопические свидетельства глобальных катастроф Микроскопические свидетельства глобальных катастроф

Кандидат физико-математических наук о том, как метеориты влияют на нашу судьбу

Наука и жизнь
Готовим автомобиль к жаркой погоде. 8 советов экспертов Готовим автомобиль к жаркой погоде. 8 советов экспертов

Что стоит взять с собой в дорогу в солнечную погоду?

РБК
Энергия оргазма: в чем секрет женского удовольствия? Энергия оргазма: в чем секрет женского удовольствия?

Как даосская традиция описывает женский оргазм?

Psychologies
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
В четырех стенах: российские ученые проследили связь между изоляцией и ростом иммунитета В четырех стенах: российские ученые проследили связь между изоляцией и ростом иммунитета

Организмы испытуемых ответили на стресс и снижение физической активности

Вокруг света
На что похожа наркомания у животных: зверский кайф На что похожа наркомания у животных: зверский кайф

Даже животные ищут и находят в природе разрушительные удовольствия

TechInsider
Археологи нашли под Анапой редкий перстень с кельтским воином со щитом Археологи нашли под Анапой редкий перстень с кельтским воином со щитом

Археологи представили результаты исследования двух редких металлических перстней

N+1
Как законы регулируют суррогатное материнство в разных странах и к чему это приводит Как законы регулируют суррогатное материнство в разных странах и к чему это приводит

Как менялось регулирование суррогатного материнства в разных странах

Forbes
«Дамате» пересядет на собственные яйца «Дамате» пересядет на собственные яйца

Компания «Дамате» строит племрепродуктор второго порядка для индейки

Агроинвестор
«Уцелеть — не значит выжить»: какой была военная медицина 200 лет назад «Уцелеть — не значит выжить»: какой была военная медицина 200 лет назад

Как работали медики во время войны 1812 года

Вокруг света
Отец-тиран, безжалостный бизнесмен, растратчик: кем был медиамагнат Роберт Максвелл Отец-тиран, безжалостный бизнесмен, растратчик: кем был медиамагнат Роберт Максвелл

Вспоминаем историю медиамагната Роберта Максвелла

Forbes
Конфеты в кармане: история самого молодого маньяка в истории СССР Конфеты в кармане: история самого молодого маньяка в истории СССР

Осенью 1938 года всех жителей Свердловска потрясло чудовищное преступление

The Voicemag
Звезды волнуются раз. Что такое астросейсмология и зачем она нужна Звезды волнуются раз. Что такое астросейсмология и зачем она нужна

Что такое астросейсмология и зачем она нужна

N+1
Денис Чернов Денис Чернов

Ведущий (и первый!) режиссер культовых «Смешариков» показал премьеру года

Собака.ru
«Бархат и лохмотья»: как жили советские «аристократки» в 1930-х «Бархат и лохмотья»: как жили советские «аристократки» в 1930-х

Чем хвастались женщины во времена, когда выделяться было опасно?

Forbes
Порноместь: что делать, если вас шантажируют публикацией интимных фотографий Порноместь: что делать, если вас шантажируют публикацией интимных фотографий

«Слив» интимных материалов — не та проблема, от которой можно легко отмахнуться

Psychologies
Женщины, кровь и мопсы: писательница Оксана Васякина — о писательнице Дарье Донцовой Женщины, кровь и мопсы: писательница Оксана Васякина — о писательнице Дарье Донцовой

Есть стереотип, что книги Донцовой — синоним дурновкусия. Почему это не так

Правила жизни
7 советов, как выбрать сковороду для дома и не прогадать 7 советов, как выбрать сковороду для дома и не прогадать

Как выбрать сковороду

Лиза
Кто такая «мертвая» мать Кто такая «мертвая» мать

Кто вырастает рядом с «мертвыми» матерями?

Psychologies
Страх и ненависть в вишневом саду Страх и ненависть в вишневом саду

Режиссер Театра на Бронной Микита Ильинчик – о своем причудливом пути

СНОБ
Насильное лечение и вера в светлое будущее: 7 главных ошибок семьи алкоголика Насильное лечение и вера в светлое будущее: 7 главных ошибок семьи алкоголика

Что не нужно делать, если ваш близкий человек заболел алкоголизмом?

Psychologies
Это все неправда! 5 главных стереотипов о женщинах, не имеющих отношения к реальности (ну, почти) Это все неправда! 5 главных стереотипов о женщинах, не имеющих отношения к реальности (ну, почти)

Пришло время развенчать главные стереотипы о женщинах

The Voicemag
10 невероятных самодельных электробайков: инженерное чудо 10 невероятных самодельных электробайков: инженерное чудо

Серийные модели байков, которые превратили в очаровательные кастомы

TechInsider
В каждой провинции свой фрукт: 7 вкусных причин поехать в Таиланд летом В каждой провинции свой фрукт: 7 вкусных причин поехать в Таиланд летом

Вы еще не знаете, куда сбежать из душного города? Обратите внимание на Таиланд!

Вокруг света
Жигулевские выходные Жигулевские выходные

Что предложить своим гостям Самарская область?

РБК
Такой ошибки не простит история: 10 древних артефактов, уничтоженных по глупости людей Такой ошибки не простит история: 10 древних артефактов, уничтоженных по глупости людей

Многие ценнейшие артефакты были разрушены случайно, из-за банального невежества

TechInsider
Открыть в приложении