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

Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Мусорное искусство Мусорное искусство

Инсталляции, созданные из мусора, напоминают о глобальной проблеме Земли

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

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Австралопитекам из Колыбели человечества оказалось 3,4–3,7 миллиона лет Австралопитекам из Колыбели человечества оказалось 3,4–3,7 миллиона лет

Археологи пересмотрели датировку находок из Стеркфонтейна

N+1
Космические нейтрино высоких энергий рождаются квазарами Космические нейтрино высоких энергий рождаются квазарами

Каждую секунду Земле проходят более 60 миллиардов нейтрино

Наука и жизнь
«Она является формой сопротивления катастрофам»: что происходит с модой в кризисах «Она является формой сопротивления катастрофам»: что происходит с модой в кризисах

Чем мода отвечает на тренды и как помогает сопротивляться катастрофам?

Forbes
Семь составляющих здорового сна: простые и сложные вещи для быстрого засыпания и легкого пробуждения Семь составляющих здорового сна: простые и сложные вещи для быстрого засыпания и легкого пробуждения

Для крепкого сна и приятного пробуждения придется соблюсти немало условий

Караван историй
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
«Начинается сказка сказываться» «Начинается сказка сказываться»

О бессмертной сказке «Конёк-горбунок» Петра Павловича Ершова

Наука и жизнь
20 лет в больнице: почему миллионерша Югетта Кларк осталась в палате после успешной операции 20 лет в больнице: почему миллионерша Югетта Кларк осталась в палате после успешной операции

Почему одна из самых богатых женщин Америки предпочла стать затворницей?

VOICE
Сухие губы: причины, последствия и способы лечения Сухие губы: причины, последствия и способы лечения

Отопление и холодный ветер не единственные причины сухости губ

РБК
«Рабы любви»: 7 советов жертвам насилия и сексуализированной эксплуатации «Рабы любви»: 7 советов жертвам насилия и сексуализированной эксплуатации

Как забыть насилие и что делать, если ты оказалась в секс-индустрии?

Psychologies
Все возрасты женской сексуальности Все возрасты женской сексуальности

Как женская сексуальность меняется в течение всей жизни?

Psychologies
«Зависимость как от наркотиков»: сериалы представляют угрозу для психики? «Зависимость как от наркотиков»: сериалы представляют угрозу для психики?

Почему нас так затягивают сериалы?

Psychologies
Физики создали тороидальный вихрь света Физики создали тороидальный вихрь света

Физики согнули закрученный в трубку свет в вихревое кольцо

N+1
Древнейшие останки домашних кур обнаружили в Таиланде Древнейшие останки домашних кур обнаружили в Таиланде

Археологи разобрались в процессе одомашнивания кур

N+1
Ручной тормоз: виды и главные ошибки при эксплуатации Ручной тормоз: виды и главные ошибки при эксплуатации

Разбираемся, что такое «ручник» и как он работает

РБК
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
Тайное значение твоего имени: как его узнать и как оно влияет на судьбу Тайное значение твоего имени: как его узнать и как оно влияет на судьбу

Как узнать тайное значение твоего имени и что делать с этой информацией

VOICE
Резня лейтенанта Келли Резня лейтенанта Келли

Массовое убийство в Сонгми: одна из трагедий войны во Вьетнаме

Дилетант
Как забыть прошлое и жить настоящим: советы психолога Как забыть прошлое и жить настоящим: советы психолога

Как отпустить прошлое и начать жить настоящим?

Psychologies
Трансмиссия автомобиля: виды и основные неисправности Трансмиссия автомобиля: виды и основные неисправности

Трансмиссия — один из важнейших элементов транспортного средства

РБК
5 семейных саг: длинное чтение на все лето 5 семейных саг: длинное чтение на все лето

Пять масштабных произведений для неторопливого чтения

СНОБ
«И доктор не нужен»: ученые выяснили, какой фрукт надо есть диабетикам каждый день «И доктор не нужен»: ученые выяснили, какой фрукт надо есть диабетикам каждый день

Этот фрукт значительно снижает уровень сахара в крови

Вокруг света
Вулкан Синабунг в Индонезии: жуткие извержения, которые унесли десятки жизней Вулкан Синабунг в Индонезии: жуткие извержения, которые унесли десятки жизней

Небольшой вулкан Синабунг в Индонезии оказался необычайно опасным

ТехИнсайдер
Краб-сафари и «охота» за китами: чем заняться в глэмпинге «Китовый берег» Краб-сафари и «охота» за китами: чем заняться в глэмпинге «Китовый берег»

Рассказываем, как устроен единственный в Заполярье круглогодичный глэмпинг

РБК
10 неожиданных привычек нашего мозга 10 неожиданных привычек нашего мозга

Порой даже человеческий мозг допускает ошибки

ТехИнсайдер
Александр Ким: «Турбулентность создает новые нейронные связи» Александр Ким: «Турбулентность создает новые нейронные связи»

Почему предпринимателям нужно ориентироваться на героя фильма «Марсианин»?

РБК
Ранний час: 4 причины назначать важные дела на утро Ранний час: 4 причины назначать важные дела на утро

Несколько аргументов в пользу привычки назначать важные дела на утро

Psychologies
Полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК: как такое вообще возможно? Полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК: как такое вообще возможно?

Продукт генной инженерии оказался способен к воспроизводству

ТехИнсайдер
Открыть в приложении