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

Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
ДНК возрастом более 115 тысяч лет указала на уязвимость белых медведей перед потеплением климата ДНК возрастом более 115 тысяч лет указала на уязвимость белых медведей перед потеплением климата

Ученые выяснили, что белые медведи утратили генетическое разнообразие

N+1
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Собеседование в Долину: как россиянки строят карьеры в международных IT-компаниях Собеседование в Долину: как россиянки строят карьеры в международных IT-компаниях

Forbes Woman поговорил с женщинами, работающими в IT-компаниях за рубежом

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

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Для чего древние цивилизации использовали календари? 5 невероятных фактов о времени Для чего древние цивилизации использовали календари? 5 невероятных фактов о времени

Факты, связанные со временем, которые вы точно не знали

ТехИнсайдер
Как избавиться от эмоционального багажа: 11 методов Как избавиться от эмоционального багажа: 11 методов

Чтобы жить и чувствовать себя счастливым, необходимо разобраться с прошлым

РБК
Найти фриланс в IT за три месяца Найти фриланс в IT за три месяца

Как зарабатывать больше денег в кризис

СНОБ
10 мыслей, чтобы вернуть себе равновесие 10 мыслей, чтобы вернуть себе равновесие

Что делать, если переживания становятся тяжелым испытанием

Psychologies
Птичий помет волшебным образом превратил самую страшную пустыню в оазис Птичий помет волшебным образом превратил самую страшную пустыню в оазис

Пустыня Атакама похожа на Марс

ТехИнсайдер
Почему советское мороженое стало предметом культа Почему советское мороженое стало предметом культа

Вспоминаем времена, когда пломбир был единственным недефицитным продуктом

Maxim
Орхан Памук в пяти с половиной книгах Орхан Памук в пяти с половиной книгах

Шесть показательных произведений Орхана Памука

Правила жизни
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
Эти существа возводят горы и насыщают породу минералами, но вы их никогда не увидите Эти существа возводят горы и насыщают породу минералами, но вы их никогда не увидите

Поколения губок, мириады бактерий – настоящие создатели современной земной коры

ТехИнсайдер
«Дорого заплатила за опыт»: как Василиса Волкова ушла из банка и стала ресторатором «Дорого заплатила за опыт»: как Василиса Волкова ушла из банка и стала ресторатором

Основательница S.I.D.R Group о том, как меняется гастрономический маркетинг

Forbes
Белый дым из выхлопной трубы: почему появляется и что с этим делать Белый дым из выхлопной трубы: почему появляется и что с этим делать

В зависимости от цвета дым может указывать на различные проблемы с автомобилем

РБК
Копать, рисовать и не заботиться о маникюре. Где и как в России непрофессионалов учат археологии Копать, рисовать и не заботиться о маникюре. Где и как в России непрофессионалов учат археологии

Как устроен парк «Аргамач», где учат археологии всех желающих

СНОБ
Сомнологи о трекерах сна: что можно измерить во время сна и стоит ли доверять умным гаджетам Сомнологи о трекерах сна: что можно измерить во время сна и стоит ли доверять умным гаджетам

Как работают трекеры сна и что думают по поводу трекинга специалисты-сомнологи?

ТехИнсайдер
«Живите как горностай»: совет, проверенный временем «Живите как горностай»: совет, проверенный временем

Хватайтесь зубами за свое предназначение и не отпускайте его

Psychologies
Сладкие двойники Сладкие двойники

Стоит ли заменять сахар на его низкокалорийные аналоги?

Здоровье
Число жизненного пути: как рассчитать свою совместимость с мужчиной Число жизненного пути: как рассчитать свою совместимость с мужчиной

Что такое совместимость по числам жизненного пути?

VOICE
В некрополе у столицы империи Юань нашли людей европейского происхождения В некрополе у столицы империи Юань нашли людей европейского происхождения

Палеогенетики исследовали останки, раскопанные в Шанду

N+1
Археологи раскопали в Англии некрополь богатой англосаксонской общины Археологи раскопали в Англии некрополь богатой англосаксонской общины

Раскопанный погребальный комплекс из 138 могил датировали V–VI веками

N+1
Охлаждаемся со вкусом: 10 необычных и вкусных рецептов лимонада, которые помогут пережить жару Охлаждаемся со вкусом: 10 необычных и вкусных рецептов лимонада, которые помогут пережить жару

Десять любимых рецептов летнего лимонада

ТехИнсайдер
И снова Кипренский И снова Кипренский

Атрибуция каждого произведения Кипренского — настоящее событие

Дилетант
Интервью с руководителем проектного офиса по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом» Интервью с руководителем проектного офиса по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом»

Как продвигается работа над квантовым компьютером?

СНОБ
Собрать справки и доказательства: как в разных странах регулируют аборты Собрать справки и доказательства: как в разных странах регулируют аборты

Как законодатели в разных странах регулируют аборты?

Forbes
5 языков любви: за каждым могут скрываться проблемы и недостатки 5 языков любви: за каждым могут скрываться проблемы и недостатки

Темная сторона языков любви

Psychologies
На заре жизни: метеорит Шассиньи перевернул представление о планетах Солнечной системы На заре жизни: метеорит Шассиньи перевернул представление о планетах Солнечной системы

«Юные годы» Марса были вовсе не такими, как принято считать в науке о космосе

Вокруг света
Создать приложение для Android: что нужно знать о разработке Создать приложение для Android: что нужно знать о разработке

Какие плюсы и минусы в разработке приложений для Android?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении