Η SpaceX περιγράφει ακριβώς πώς σχεδιάζουν να κάνουν τους δορυφόρους Starlink λιγότερο ορατούς από τη Γη
Το 2015, ο Elon Musk ανακοίνωσε ότι η εταιρεία του, SpaceX, θα αναπτύξει δορυφόρους σε τροχιά που θα παρείχαν ευρυζωνική πρόσβαση στο Διαδίκτυο υψηλής ταχύτητας σε ολόκληρο τον κόσμο. Γνωστό ως Starlink, το SpaceX άρχισε να αναπτύσσει αυτόν τον αστερισμό Μάιος του 2019 με την εκτόξευση των πρώτων 60 δορυφόρων. Από τις 22 Απριλίου συνολικά 422 δορυφόροι έχουν προστεθεί στον αστερισμό Starlink και η ανταπόκριση δεν ήταν εντελώς θετική.
Εκτός από τους φόβους ότι προσθέτουμε στο πρόβλημα των «διαστημικών σκουπιδιών», υπάρχουν επίσης εκείνοι που έχουν εκφράσει την ανησυχία τους ότι το Starlink και άλλοι αστερισμοί θα μπορούσαν να έχουν αρνητικό αντίκτυπο στην αστρονομία . Σε απάντηση, η SpaceX ανακοίνωσε πρόσφατα ότι θα θεσπίσει αλλαγές στον τρόπο εκτόξευσης των δορυφόρων, στον τρόπο με τον οποίο περιφέρονται γύρω από τη Γη και ακόμη και στο πόσο αντανακλαστικοί είναι, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί ο αντίκτυπος που έχουν στην αστρονομία.
Αυτές οι αλλαγές αποτέλεσαν αντικείμενο παρουσίασης που έγινε κατά τη διάρκεια του Δεκαετής Έρευνα για την Αστρονομία και την Αστροφυσική 2020 (Astro2020) που φιλοξενείται από την Εθνική Ακαδημία Επιστημών, Μηχανικής και Ιατρικής. Ως μέρος του Οπτικές παρεμβολές από δορυφορική συνάντηση αστερισμών που πραγματοποιήθηκε τη Δευτέρα, 27 Απριλίου, το Starlink Panel (στο οποίο περιλαμβανόταν ο Musk) παρουσίασε πώς η εταιρεία ελπίζει να ελαχιστοποιήσει τη φωτορύπανση που προκαλείται από τον αστερισμό τους.
Απεικόνιση των τροχιών Starlink και των ανακλαστικών τους ιδιοτήτων. Πίστωση: SpaceX
Η εμφάνιση αυτών των νέων δορυφόρων στον ουρανό οδήγησε στο μερίδιο της διαμάχης μεταξύ των ερασιτεχνών αστρονόμων και της αστρονομικής κοινότητας. Στην πραγματικότητα, το Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία (RAS), το Αμερικανική Αστρονομική Εταιρεία (AAS), το Διεθνής Αστρονομική Ένωση (IAU), και το Εθνικό Αστεροσκοπείο Ραδιοαστρονομίας (NRAO) έχουν κυκλοφορήσει όλες επίσημες δηλώσεις σχετικά με το Starlink και άλλους προτεινόμενους αστερισμούς.
Ειδικότερα, έχουν εκφράσει την ανησυχία τους για το πώς αυτοί οι δορυφόροι θα μπορούσαν να διαταράξουν τις οπτικές και ραδιοφωνικές έρευνες όπως αυτές του Παρατηρητήριο Vera C. Rubin (πρώην Μεγάλο Συνοπτικό Τηλεσκόπιο Επιθεώρησης, ή LSST), το Συστοιχία τετραγωνικών χιλιομέτρων (ΣΚΑ), και το Τηλεσκόπιο Event Horizon (EHT) – η οποία απέκτησε πρόσφατα την πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας ! Όπως ανέφερε η IAU:
«Αν και οι περισσότερες από αυτές τις αντανακλάσεις μπορεί να είναι τόσο αμυδρές που είναι δύσκολο να διακριθούν με γυμνό μάτι, μπορεί να είναι επιζήμιες για τις ευαίσθητες δυνατότητες των μεγάλων επίγειων αστρονομικών τηλεσκοπίων [2] , συμπεριλαμβανομένων των ακραίων ευρυγώνιων τηλεσκοπίων έρευνας που είναι υπό κατασκευή [3] . Δεύτερον, παρά τις αξιοσημείωτες προσπάθειες για την αποφυγή παρεμβολών στις συχνότητες της ραδιοαστρονομίας, τα συνολικά ραδιοφωνικά σήματα που εκπέμπονται από τους αστερισμούς των δορυφόρων μπορούν ακόμα να απειλήσουν τις αστρονομικές παρατηρήσεις σε μήκη κύματος ραδιοφώνου».
Το βασικό ζήτημα είναι ότι όταν οι δορυφόροι περιστρέφονται γύρω από τη Γη, πιάνουν και αντανακλούν περιοδικά το φως από τον Ήλιο, ιδιαίτερα όταν βγαίνουν από τη σκιά της Γης και εισέρχονται στο άμεσο ηλιακό φως (το οποίο λαμβάνει χώρα κατά τη φάση της «αύξησης της τροχιάς» τους). Είναι σε αυτό το σημείο που οι δορυφόροι θα ενεργοποιήσουν τους προωθητήρες τους για να αυξήσουν το υψόμετρό τους κατά τη διάρκεια μερικών εβδομάδων για να διασφαλίσουν ότι δεν θα αντιμετωπίσουν τροχιακή αποσύνθεση.
Διαμορφώσεις του δορυφόρου Starlink. Πίστωση: SpaceX
Το Drag είναι μεγαλύτερο πρόβλημα για το Starlink, καθώς αναπτύσσονται σε χαμηλότερα υψόμετρα 550 χιλιομέτρων (340 μίλια) για να μετριάσουν τον κίνδυνο διαστημικών απορριμμάτων, αντί για 1100 έως 1300 χιλιόμετρα (680 και 800 μίλια) όπως είχε αρχικά προγραμματιστεί. Όπως υποδεικνύει το SpaceX στο α άρθρο τύπου που συνόψιζε τα βασικά σημεία της παρουσίασης:
«Ο σχεδιασμός των δορυφόρων Starlink βασίστηκε στο γεγονός ότι πετούν σε πολύ χαμηλό ύψος σε σύγκριση με άλλους δορυφόρους επικοινωνιών. Αυτό το κάνουμε για να δώσουμε προτεραιότητα στην ασφάλεια της κυκλοφορίας στο διάστημα και να ελαχιστοποιήσουμε την καθυστέρηση του σήματος μεταξύ του δορυφόρου και των χρηστών που λαμβάνουν υπηρεσίες Διαδικτύου από αυτόν. Λόγω του χαμηλού υψομέτρου, η οπισθέλκουσα είναι ένας σημαντικός παράγοντας στη σχεδίαση.»
Σε αυτό το σημείο, οι δορυφόροι Starlink λαμβάνουν τη διαμόρφωση πτήσης «ανοιχτού βιβλίου» όταν εισέρχονται στη φάση «αύξησης τροχιάς» της τροχιάς τους, όπου τα πάνελ τους αναπτύσσονται επίπεδα έξω και μπροστά από το όχημα για να μειώσουν την ατμοσφαιρική οπισθέλκουσα. Εξαιτίας αυτού, το ηλιακό φως μπορεί να αντανακλάται τόσο από την ηλιακή συστοιχία όσο και από το σώμα του δορυφόρου σε αυτό το σημείο.
Μόλις οι δορυφόροι φτάσουν στην επιχειρησιακή τους τροχιά των 550 km (340 mi) - γνωστός και ως. η φάση «on-station» – μόνο ορισμένα μέρη του πλαισίου μπορούν να αντανακλούν το φως. Αυτό συμβαίνει επειδή το σύστημα ελέγχου στάσης του δορυφόρου υπερνικά την οπισθέλκουσα αναγκάζοντας τον δορυφόρο να πάρει τον προσανατολισμό του «πτερύγιο καρχαρία», όπου το ηλιακό πάνελ του είναι ανυψωμένο σε κατακόρυφο προσανατολισμό.
Σκοτεινίζοντας τους δορυφόρους τους, το SpaceX επιδιώκει να μειώσει την ανακλαστικότητα. Πίστωση: SpaceX
Για την αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων, η SpaceX ανέφερε ότι η εταιρεία εργάζεται σε συνεργασία με διάφορους οργανισμούς για την εφαρμογή ορισμένων αλλαγών. Για αρχή, επί του παρόντος δοκιμάζουν έναν πειραματικό δορυφόρο που είναι λιγότερο ανακλαστικός από τα προηγούμενα μοντέλα - ο οποίος ονομάζεται κατάλληλα ' DarkSat .» Αυτή η κατηγορία δορυφόρων εκμεταλλεύεται μια σκοτεινή συστοιχία φάσεων και παραβολικές κεραίες για να μειώσει τη φωτεινότητα κατά περίπου 55%.
Ωστόσο, ψάχνουν επίσης να εφαρμόσουν μια «λύση ηλιοπροστασίας» για να αντιμετωπίσουν το ζήτημα της θερμότητας, καθώς οι σκοτεινοί δορυφόροι μπορούν να λάμπουν έντονα στο υπέρυθρο λόγω του τρόπου με τον οποίο η μαύρη βαφή απορροφά την ακτινοβολία. Οι παραβολικές κεραίες (οι οποίες είναι λευκές και διάχυτες) θα έχουν επίσης καλύμματα που μοιάζουν με γείσο για να μειώσουν την ποσότητα του φωτός που αντανακλούν. Το πρώτο πρωτότυπο VisorSat θα αναπτυχθεί αυτόν τον μήνα και μέχρι τον Ιούνιο, όλοι οι μελλοντικοί δορυφόροι θα έχουν γείσο.
Δεύτερον, η SpaceX σκοπεύει να εφαρμόσει αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο οι δορυφόροι της μετακινούνται από την εισαγωγή στη στάθμευση και στη συνέχεια στην τροχιά του σταθμού. Αυτήν τη στιγμή, η εταιρεία δοκιμάζει έναν ελιγμό όπου ο δορυφόρος κυλίεται έτσι ώστε ο δορυφόρος να βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με το διάνυσμα του Ήλιου (γνωστός και ως. οι δορυφόροι είναι «κόψιμο του μαχαιριού» στον Ήλιο). Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της επιφάνειας που δέχεται φως, μειώνοντας έτσι την ποσότητα του φωτός που ανακλάται.
Στο παρελθόν, ο Μασκ ήταν κάπως επιπόλαιος (και ομολογουμένως αδαής) στην απάντησή του σε αυτές τις ανησυχίες. Όταν εκτοξεύτηκε η πρώτη παρτίδα δορυφόρων Starlink τον Μάιο του 2019, μπήκε στο Twitter για να δηλώσει το ακόλουθο :
«Υπάρχουν ήδη 4900 δορυφόροι σε τροχιά, τους οποίους οι άνθρωποι παρατηρούν ~0% των περιπτώσεων. Το Starlink δεν θα είναι ορατό από κανέναν εκτός και αν κοιτάξει πολύ προσεκτικά και θα έχει ~0% αντίκτυπο στις εξελίξεις στην αστρονομία. Πρέπει ούτως ή άλλως να μετακινήσουμε τα τηλεσκόπια σε τροχιά. Η ατμοσφαιρική εξασθένηση είναι τρομερή».
Υπάρχουν ήδη 4900 δορυφόροι σε τροχιά, τους οποίους οι άνθρωποι παρατηρούν στο ~0% του χρόνου. Το Starlink δεν θα είναι ορατό από κανέναν εκτός και αν κοιτάξει πολύ προσεκτικά και θα έχει ~0% αντίκτυπο στις εξελίξεις στην αστρονομία. Πρέπει ούτως ή άλλως να μετακινήσουμε τα τηλεσκόπια σε τροχιά. Η ατμοσφαιρική εξασθένηση είναι τρομερή. pic.twitter.com/OuWYfNmw0D
— Έλον Μασκ (@elonmusk) 27 Μαΐου 2019
Από τότε, είναι ξεκάθαρο ότι ο Μασκ και η εταιρεία που ίδρυσε άρχισαν να λαμβάνουν πιο σοβαρά αυτές τις ανησυχίες και έχουν αναπτύξει ένα ολοκληρωμένο σχέδιο για την αντιμετώπισή τους. Τα μέτρα που πρότειναν επινοήθηκαν εν μέρει χάρη σε συλλογικές προσπάθειες μεταξύ της εταιρείας και του AAS, του NRAO και του Παρατηρητηρίου Vera C. Rubin. Οπως αυτοί υποδεικνύω :
«Με την AAS, έχουμε αυξήσει την κατανόησή μας για την κοινότητα στο σύνολό της μέσω τακτικών κλήσεων με μια ομάδα εργασίας αστρονόμων κατά τη διάρκεια των οποίων συζητάμε τεχνικές λεπτομέρειες, παρέχουμε ενημερώσεις και εργαζόμαστε για το πώς μπορούμε να προστατεύσουμε τις αστρονομικές παρατηρήσεις προχωρώντας…
Ενώ η κατανόηση της κοινότητας είναι κρίσιμη για αυτό το πρόβλημα, τα προβλήματα μηχανικής είναι δύσκολο να επιλυθούν χωρίς συγκεκριμένες λεπτομέρειες. Το Παρατηρητήριο Vera C. Rubin επισημάνθηκε επανειλημμένα ως η πιο δύσκολη υπόθεση για επίλυση, επομένως έχουμε περάσει τους τελευταίους μήνες συνεργαζόμενοι πολύ στενά με μια τεχνική ομάδα εκεί για να κάνουμε ακριβώς αυτό. Μεταξύ άλλων χρήσιμων σκέψεων και συζητήσεων, η ομάδα της Vera Rubin έχει παράσχει μια μείωση της φωτεινότητας στόχου που χρησιμοποιούμε για να καθοδηγήσουμε τις μηχανολογικές μας προσπάθειες καθώς επαναλαμβάνουμε λύσεις φωτεινότητας.
Η SpaceX έχει επίσης υποδείξει ότι υπάρχουν διαθέσιμες πληροφορίες για τις τροχιές και τις τροχιές των δορυφόρων τους space-track.org και celestrak.com ώστε οι αστρονόμοι να μπορούν να χρονομετρήσουν τις παρατηρήσεις τους για να αποφύγουν ραβδώσεις δορυφόρων. Κατόπιν αιτήματος αστρονόμων, η εταιρεία άρχισε επίσης να δημοσιεύει προγνωστικά δεδομένα πριν από τις εκτοξεύσεις για να επιτρέψει στα παρατηρητήρια να προγραμματίσουν έρευνες τις πρώτες ώρες της ανάπτυξης, όταν οι δορυφόροι θα είναι πιο ορατοί.
Για να διαβάσετε την πλήρη δήλωση του SpaceX σχετικά με τους τρόπους με τους οποίους μετριάζουν τη φωτορύπανση με τον αστερισμό τους, Κάντε κλικ ΕΔΩ . Η συνάντηση διεξήχθη και καταγράφηκε μέσω Zoom, καθώς η εκδήλωση ήταν εικονική συζήτηση (λόγω πανδημίας κορωνοϊού). Το υλικό που σχετίζεται με την παρουσίαση της SpaceX στη συνάντηση είναι προσβάσιμο μέσω των Εθνικών Ακαδημιών ιστοσελίδα εδώ .
Περαιτέρω ανάγνωση: SpaceX , Εθνικές Ακαδημίες