ستكون أساطيل الأقمار الصناعية الخاصة التي تدور حول الأرض مرئية بالعين المجردة في السنوات القليلة المقبلة ، وأحيانًا طوال الليل.
أطلقت شركات مثل SpaceX و Amazon مئات الأقمار الصناعية في مدارات منخفضة منذ عام 2019 ، مع خطط لإطلاق آلاف أخرى في الأعمال – وهو اتجاه يثير قلق علماء الفلك. الهدف من هذه الأقمار الصناعية “الأبراج الضخمة” هو جلب الإنترنت عالي السرعة في جميع أنحاء العالم ، ولكن هذه الأشياء الساطعة تهدد لتعطيل قدرة علماء الفلك على مراقبة الكون (SN: 3/12/20). يقول عالم الفلك الراديوي هارفي ليزت من المرصد الفلكي الراديوي الوطني في شارلوتسفيل بولاية فيرجينيا: “بالنسبة لعلماء الفلك ، يعد هذا نوعًا من المواقف المحمومة”.
الآن ، تظهر محاكاة جديدة للمواقع المحتملة وسطوع هذه الأقمار الصناعية أنه ، على عكس التوقعات السابقة ، مراقبو السماء العارضون سوف تتعطل رؤيتهم، جدا. وستتأثر أجزاء من العالم أكثر من غيرها ، وفقًا لتقرير عالمة الفلك سامانثا لولر من جامعة ريجينا في كندا وزملاؤها في ورقة نُشرت في 9 سبتمبر على موقع arXiv.org.
“كيف سيؤثر هذا على الطريقة التي تنظر بها السماء إلى مقل عينيك؟” يسأل لولر. “نحن البشر كنا ننظر إلى السماء ليلاً ونحلل الأنماط هناك طالما كنا بشرًا. إنه جزء مما يجعلنا بشرًا “. قد تعني هذه الأبراج الضخمة “سنرى نمطًا من صنع الإنسان أكثر مما يمكننا رؤية النجوم ، لأول مرة في تاريخ البشرية.”
يمكن أن تعكس الأسطح المسطحة والملساء على الأقمار الصناعية ضوء الشمس حسب موقعها في السماء. كان بحث سابق قد اقترح أن معظم الأقمار الصناعية الجديدة لن تكون مرئية بالعين المجردة.
بدأ لولر ، جنبًا إلى جنب مع آرون بولي من جامعة كولومبيا البريطانية وهانو راين من جامعة تورنتو في سكاربورو بكندا ، في بناء محاكاتهم باستخدام بيانات عامة حول خطط إطلاق أربع شركات – سبيس إكس ستارلينك ، وكايبر أمازون ، وون ويب وستار نت / GW – تم تقديمه إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية والاتحاد الدولي للاتصالات. وفصّلت الإيداعات الارتفاعات والزوايا المدارية المتوقعة لـ 65000 قمر صناعي يمكن إطلاقها خلال السنوات القليلة المقبلة.
تقول عالمة الفلك ميريديث راولز من جامعة واشنطن في سياتل ، والتي لم تشارك في الدراسة الجديدة: “من المستحيل التنبؤ بالمستقبل ، لكن هذا واقعي”. “في كثير من الأحيان عندما يقوم الناس بهذه المحاكاة ، فإنهم يختارون رقمًا من قبعة. هذا يبرر حقًا الأرقام التي يختارونها “.
يوجد حاليا حوالي 7890 جسمًا في مدار الأرض، نصفها تقريبًا أقمار صناعية عاملة ، وفقًا لمكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي. لكن هذا الرقم يتزايد بسرعة حيث تطلق الشركات المزيد والمزيد من الأقمار الصناعية (SN: 12/28/20). في أغسطس 2020 ، كان هناك فقط حوالي 2890 قمراً صناعياً عاملاً.
بعد ذلك ، قام الباحثون بحساب عدد الأقمار الصناعية التي ستكون في السماء في أوقات مختلفة من العام ، في ساعات مختلفة من الليل ومن مواقع مختلفة على سطح الأرض. كما قدروا مدى سطوع الأقمار الصناعية على الأرجح في ساعات مختلفة من اليوم وأوقات السنة.
تطلب هذا الحساب الكثير من الافتراضات لأن الشركات غير مطالبة بنشر تفاصيل حول أقمارها الصناعية مثل المواد التي صنعت منها أو أشكالها الدقيقة ، وكلاهما يمكن أن يؤثر على الانعكاسية. ولكن هناك ما يكفي من الأقمار الصناعية في المدار بحيث يمكن لولر وزملاؤه مقارنة أقمارهم المحاكاة بالضوء المنعكس على الأرض بواسطة الأقمار الصناعية الحقيقية.
أظهرت عمليات المحاكاة أن “الطريقة التي ستتغير بها سماء الليل لن تؤثر على جميع الأماكن بالتساوي” ، كما يقول لولر. ال الأماكن التي تحدق فيها بالنجوم بالعين المجردة ووجد الباحثون أن الأكثر تضررًا هي عند خطي عرض 50 درجة شمالاً و 50 درجة جنوباً ، وهي المناطق التي تعبر كندا السفلى ، ومعظم أوروبا ، وكازاخستان ، ومنغوليا ، والنقاط الجنوبية لتشيلي والأرجنتين.
يقول لولر: “هندسة ضوء الشمس في الصيف تعني أنه سيكون هناك مئات الأقمار الصناعية المرئية طوال الليل”. “الوضع سيء في كل مكان ، لكنه أسوأ هناك.” بالنسبة لها ، هذا شخصي: إنها تعيش عند 50 درجة شمالاً.
بالقرب من خط الاستواء ، حيث توجد العديد من المراصد البحثية ، هناك فترة حوالي ثلاث ساعات في الشتاء وقرب وقت الاعتدالات الربيعية والخريفية مع وجود عدد قليل من الأقمار الصناعية المضاءة بنور الشمس أو عدم وجودها على الإطلاق. ولكن لا تزال هناك مئات الأقمار الصناعية المضاءة بنور الشمس طوال الليل في هذه المواقع في الصيف.
يعترف لولر بأن عددًا قليلاً من الأقمار الصناعية المرئية يمكن أن يكون مشهدًا ممتعًا. “أعتقد أننا حقًا في مرحلة انتقالية هنا حيث الآن ، رؤية قمر صناعي ، أو حتى قطار Starlink ، أمر رائع ومختلف ومدهش ، هذا مذهل” ، كما تقول. “اعتدت على البحث عن [International Space Station] كان فوقنا. ” لكنها تقارن التغيير القادم بمشاهدة سيارة واحدة تسير على الطريق قبل 100 عام ، مقابل العيش بجوار طريق سريع مزدحم الآن.
تقول: “كل نجم سادس عشر سيتحرك بالفعل”. “آمل أن أكون مخطئا. لم أرغب أبدًا في أن أكون مخطئًا بشأن محاكاة أكثر من هذا. ولكن بدون التخفيف ، هذا ما ستبدو عليه السماء في غضون سنوات قليلة “.
كان علماء الفلك لقاء مع الممثلين من الشركات الخاصة ، وكذلك محامي الفضاء والمسؤولين الحكوميين ، للتوصل إلى حلول وسط واستراتيجيات التخفيف. تختبر الشركات طرقًا لتقليل الانعكاسية ، مثل تظليل الأقمار الصناعية بـ “حاجب”. تتضمن الاستراتيجيات المقترحة الأخرى الحد من الأقمار الصناعية في مدارات منخفضة ، حيث تتحرك بشكل أسرع عبر السماء وتترك خطًا باهتًا في صور التلسكوب. يقول راولز ، على عكس ما هو متوقع ، قد تكون الأقمار الصناعية المنخفضة أفضل بالنسبة لبعض أبحاث علم الفلك. “إنهم يبتعدون عن الطريق بسرعة.”
لكن استراتيجية الارتفاع المنخفض هذه ستعني المزيد من الأقمار الصناعية المرئية لأجزاء أخرى من العالم ، والمزيد مما يمكن رؤيته بالعين المجردة. يقول راولز: “ليس هناك ارتفاع مداري سحري يحل جميع مشاكلنا”. “هناك بعض خطوط العرض على الأرض حيث بغض النظر عن الارتفاع الذي تضع فيه الأقمار الصناعية الخاصة بك ، فإنها ستكون في جميع أنحاء المكان الرتق. السبيل الوحيد للخروج من هذا هو عدد أقل من الأقمار الصناعية. “
لا توجد حاليًا لوائح تتعلق بمدى سطوع القمر الصناعي أو عدد الأقمار الصناعية التي يمكن لشركة خاصة إطلاقها. يشعر العلماء بالامتنان لأن الشركات على استعداد للعمل معهم ، لكنهم قلقون من أن تعاونهم طوعي.
“الكثير من الأشخاص الذين يعملون على الأقمار الصناعية يهتمون بالفضاء. يقول راولز: إنهم يعملون في هذه الصناعة لأنهم يعتقدون أن الفضاء رائع. “نحن نشارك ذلك ، مما يساعد. لكنها لا تصلحها. أعتقد أننا بحاجة إلى الحصول على نوع من التنظيم في أقرب وقت ممكن “. (لم يستجب ممثلو Starlink و Kuiper و OneWeb لطلبات التعليق).
الجهود جارية لجذب انتباه الأمم المتحدة إلى هذه القضية ومحاولة استخدام اللوائح البيئية الحالية لوضع قيود على إطلاق الأقمار الصناعية ، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة بولي (الذي يعيش أيضًا بالقرب من 50 درجة شمالًا).
ويقول إن التشابه مع مشكلات التلوث العالمية الأخرى ، مثل نفايات الفضاء ، يمكن أن يوفر الإلهام والسوابق. “هناك عدد من الطرق للمضي قدمًا. لا ينبغي أن نفقد الأمل فقط. يمكننا أن نفعل أشياء حيال ذلك “.
