Zvezde ali zveze, je zdaj vprašanje

Starlink je v sredo v orbito dostavil sedmo floto svoje konstelacije komunikacijskih satelitov. Tudi druga zasebna podjetja nameravajo v prihodnjih letih okoli Zemlje postaviti svoje mreže. Nenadno občutno povečanje števila satelitov je večplasten problem. Astronomi zaskrbljeni svarijo pred negativnimi posledicami satelitov za prihodnost astronomskih raziskav.

Malo več kot pol leta je minilo, odkar je Starlink izstrelil prvih šestdeset satelitov v vesolje. Telekomunikacijsko podjetje v lasti tehnološkega mogotca Elona Muska jih bo letos v orbito izstrelilo nekaj več kot tisoč petsto, v prihodnjih letih jih bo sledilo še dvajset do štirideset tisoč. S tem megalomanskim projektom namerava zagotoviti hiter in cenovno dostopen širokopasovni internet na vsakem kotičku Zemlje.



Starlink pa ni edino podjetje, ki si želi s floto satelitov obvladovati telekomunikacije prihodnosti. V tekmi je bil do nedavnega britanski Oneweb, ki je že lansiral 74 satelitov, a je marca objavil bankrot. Sledili mu bo Amazon in še kopica drugih podjetij po svetu. Po napovedih bo v desetih letih okoli Zemlje utirjenih približno 50.000 novih satelitov, kar je dvakrat več, kot je vseh satelitov in večjih kosov vesoljskih smeti v orbiti danes.
 

via REUTERS Sledi Starlinkovih satelitov nad Dansko po enem mesecu od izstrelitve. Foto Reuters

Svetlobno onesnaženje novih razsežnosti

Kmalu po prvih izstrelitvah so po svetu zakrožili posnetki kolon svetlih satelitov, potujočih čez večerno nebo, opazovali smo jih lahko tudi pri nas. Filmski prizori ljudi niso pustili ravnodušnih; zaznati je bilo navdušenje, precejšnje povečanje prijav neznanih letečih predmetov in zaskrbljenost. Predvsem astronomi pa nad svetlimi sateliti niso bili navdušeni; ti so namreč veliko svetlejši od pričakovanj.



Sateliti nimajo lastnega vira svetlobe. Ko se gibljejo okoli Zemlje, so obsijani s soncem. Sončna svetloba se odbije od njihove površine in takrat jih lahko vidimo z Zemlje. Tisti v nizki orbiti so vidni le ob mraku in zori, medtem ko so bolj oddaljeni osvetljeni dalj časa in so tako vidni dolgo v noč. Svetel satelit, ki se med opazovanjem nenadoma znajde v vidnem polju teleskopa, pusti na pridobljenem posnetku svetlo sled. Sledi svetlih Starlinkovih satelitov škodujejo občutljivim kameram in lahko ogrozijo kvaliteto nadaljnjih opazovanj.

Profesionalni astronomi so se znašli pred hudo težavo, še posebej bodo otežene raziskave tranzientnih pojavov. Številni procesi v vesolju – supernove, izbruhi sevanja gama, zlitje nevtronskih zvezd – v kratkem času oddajo veliko svetlobe. Na naključnem delu neba kar naenkrat zasveti nov vir in nato čez nekaj dni ali tednov spet ugasne. Takšne tranziente najlažje najdemo s teleskopi in kamerami z velikim zornim poljem. To pa pomeni večjo verjetnost, da opazovanja zmoti eden ali več satelitov.

V zadnjih letih je bilo po svetu zgrajenih veliko observatorijev, ki so namenjeni predvsem iskanju tranzientov. Še posebej pomemben bo observatorij Vere C. Rubin (prvotno poimenovan LSST), ki bo z osemmetrskim premerom zrcala daleč največji teleskop s širokim zornim kotom. Članica kolaboracije ​LSST je tudi Univerza v Novi Gorici. Observatorij, ki stoji v Čilu, bo vsak dan odkril na tisoče tranzientov. Konstelacije satelitov močno ogrožajo njegov potencial; astronomi mrzlično poskušajo najti skupni jezik s podjetji, medtem ko so velike astronomske organizacije, kot je Mednarodna astronomska zveza, izdale uradna opozorila.
 

Boj za čiste frekvenčne pasove

Optična astronomija se je tako znašla v podobno nezavidljivem položaju kot radijska. Radijski astronomi so zgodaj spoznali, da bo naraščajoča uporaba telekomunikacij ogrozila radijska opazovanja. Leta 1959 je astronomom uspelo zaščititi prvi radijski pas v okolici 1,4 gigaherca, to je frekvenci, v kateri seva atom vodika in je izredno pomembna za raziskovanje naše galaksije. V naslednjih desetletjih je bilo zaščitenih še več frekvenčnih pasov.

Izkušnje žal kažejo, da zaščita ne pomeni nujno popolne odsotnosti telekomunikacijskih signalov v astronomskih pasovih. Nemalokrat se zgodi, da astronomi po naključju odkrijejo satelit, naj bo komercialni ali vojaški, ki ne spoštuje zaščitenega pasu. Raziskovalcem to povzroča veliko preglavic. Ti ves čas razvijajo inovativne algoritme, ki bolj ali manj uspešno odstranijo moteče signale. Temu in vztrajnim pogajanjem s podjetji in državami se gre zahvaliti, da astronomi lahko še vedno opravljajo vrhunske meritve v radijskih frekvencah.

Zdaj še ne vemo, ali bodo na novo izstreljeni sateliti motili tudi radijska opazovanja. To bo jasno šele, ko bodo začeli resno obratovati. Kljub temu pa je že zdaj jasno, da število komercialnih podjetij s sateliti v vesolju izredno hitro narašča in da postaja radijski spekter vse bolj obremenjen. Na januarskem srečanju ameriškega astronomskega združenja (AAS) je Harvey Liszt, predsednik znanstvenega odbora za dodelitev frekvenc astronomiji, opozoril na vse večjo preplavljenost radijskega spektra z močnimi radijskimi signali: »Vedno več teh signalov bomo našli v astronomskih pasovih.«
 

Natrpanost Zemljine orbite

Že dolgo je znano, da izgubljamo nadzor nad številom satelitov in vesoljskih razbitin. Novi sateliti bodo predvidoma v orbitah na višini od 500 do 1200 kilometrov nad Zemljo. Za občutek, orbita mednarodne vesoljske postaje je na povprečni višini 400 kilometrov, orbita teleskopa Hubble pa na 540. Ta pas je tako natrpan, da obstaja velika verjetnost trkov. Najbolj nevarni so odsluženi (večkrat tajni) sateliti in manjši, neznani kosi razbitin. Leta 2009 se je tako satelit ameriške družbe Iridum zaletel v neaktiven telekomunikacijski ruski satelit Kozmos 2251, pri čemer je nastalo na tisoče novih večjih in manjših kosov. Zaradi vse večjega števila satelitov v vesolju bi v bližnji prihodnosti tak trk lahko vodil v verižno uničenje številnih satelitov (Kesslerjev pojav). Takšna katastrofa bi človeštvo odrezala od vesolja za več desetletij.

Upravljavci satelitov budno spremljajo njihove poti. Če grozi nevarnost trka dveh satelitov, enemu rahlo spremenijo orbito. Takšni manevri so zahtevni in porabljajo gorivo, zato jih ni mogoče izvajati v nedogled. Če bo v nekaj letih v orbito res utirjenih na desettisoče novih satelitov, bo podobnih bližnjih srečanj vse več. Ker je v vesolju čedalje več zasebnih podjetij, bo potrebna dobra koordinacija med vsemi akterji; v oči bode slaba komunikacija med Starlinkom in Evropsko vesoljsko agencijo lanskega septembra pri reševanju problema bližnjega srečanja dveh njunih satelitov.

Mednarodno sprejetega sporazuma, ki bi predpisoval zmanjševanje nastanka vesoljskih smeti in njihovo odstranjevanje, ni. Niti ni jasno, kaj bi se zgodilo s sateliti v primeru, da zasebno podjetje bankrotira, kot je zdaj Oneweb. Strokovnjaki iščejo rešitve, a v ozadju težave ni pomanjkanje znanja ali neustrezna tehnologija, temveč politično-strateški vidik, saj je vesolje v zadnjem času vse pomembnejši cilj bogatih držav.
 

Zadnji ukrep podjetja Starlink je bil temen premaz na spodnji strani satelita, vendar še ni znano, ali je kaj zmanjšal odsev. Foto Starlink

Ljubiteljska astronomija

Nov vir svetlobnega onesnaženja nočnega neba je razburil tudi ljubiteljske astronome. Ti so vajeni nenehnega opozarjanja na svetlobno onesnaženost v svojem okolju. A medtem ko se zaradi nepotrebne osvetljenosti vaške cerkve lahko obrnemo na pristojne lokalne organe, je boj z velikim podjetjem na drugem koncu sveta povsem drugačna zgodba. In medtem ko mestnim lučem lahko ubežimo, satelitom žal ne moremo. Svetli sateliti bodo povzročili marsikatero preglavico astrofotografiji, priljubljeni dejavnosti ljubiteljskih astronomov.

Razvoj telekomunikacij je vsekakor pomemben, toda problem je, da se ti in podobni projekti izvajajo v naglici, brez razmisleka in dolgoročne strategije. Mednarodna regulacija vesolja je nujna, pa naj gre za svetlobno in radijsko onesnaženje ali vesoljske smeti.

Trenutno ni jasno, kakšne posledice bodo sateliti imeli za raziskovanje vesolja. V najboljšem primeru bomo astronomi našli skupni jezik s podjetji. Starlink po eni strani kaže pripravljenost za sodelovanje, Elon Musk pa pogosto z arogantnimi izjavami na popolno pomanjkanje razumevanje problema. Prava neznanka so preostala podjetja, ki še molčijo. Astronomi upamo, da bomo še naprej imeli ustrezne razmere za vrhunsko delo in da bo javnost v prihodnosti še velikokrat deležna vrhunskih in osupljivih dognanj o našem vesolju.

———
Dr. Jure Japelj je doktoriral na Univerzi v Ljubljani, raziskuje na področju astrofizike, trenutno pa kot raziskovalec dela na Univerzi v Amsterdamu.