آلودگی ماهواره ای و تهدید تازه برای رصد آسمان شب شیلی

یک شب صاف در شیلی را تصور کنید، گنبدی بر فراز کوه که آرام باز می‌شود و آشکارسازی که در انتظار فوتون‌هایی است که میلیاردها سال در راه بوده‌اند. ناگهان رد روشنی از میان قاب عبور می‌کند و یک نوردهی ارزشمند را خراب می‌کند. این مزاحمت ساده، اگر برنامه‌های کنونی برای گسترش شبکه‌های عظیم ماهواره‌ای ادامه پیدا کند، می‌تواند به اتفاقی معمول در نجوم زمینی تبدیل شود.

وقتی اتصال اینترنتی و نجوم با هم برخورد می‌کنند

رصدخانه جنوبی اروپا شبیه‌سازی‌هایی انجام داده است تا نشان دهد آسمانی پر از ماهواره‌های مدار پایین زمین چه اثری بر اخترشناسی زمینی می‌گذارد. نتایج صریح و نگران‌کننده‌اند. حتی ماهواره‌هایی که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند، می‌توانند نور خورشید را طوری پراکنده کنند که میدان قابل استفاده ابزارهای قدرتمند کاهش یابد. بر اساس مدل‌های این رصدخانه، تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی در سناریوی آسمانی بسیار شلوغ ممکن است حدود ۲۸ درصد از سطح مؤثر رصدی خود را از دست بدهد.

این موضوع فقط یک بازی با اعداد نیست. رصدخانه ورا سی. روبین که برای ثبت پیمایش‌های گسترده و عمیق از آسمان گذرا ساخته شده، به‌ویژه آسیب‌پذیر است. افزایش متوسط در روشنایی ماهواره‌ها می‌تواند بسیاری از تصاویر آن را هر شب برای چند ساعت غیرقابل استفاده کند. شب‌های کامل جست‌وجوی پدیده‌های گذرا، رصد ابرنواخترها و نقشه‌برداری از کهکشان‌های کم‌نور ممکن است با اختلال جدی روبه‌رو شود.

چرا این مشکل با چنین سرعتی در حال رشد است

ابرمنظومه‌های ماهواره‌ای با سرعتی سرسام‌آور گسترش یافته‌اند. استارلینک به‌تنهایی اکنون در حدود ۱۰۴۰۰ ماهواره فعال دارد. برای مقایسه، تا پیش از سال ۲۰۲۲ بشر در مجموع نزدیک به ۱۴۴۵۰ ماهواره پرتاب کرده بود. برخی برنامه‌های بلندمدت صنعت، تعداد بسیار بیشتری از فضاپیماها را تصور می‌کنند. یکی از ایده‌های بحث‌برانگیز، شبکه‌هایی از صدها هزار تا یک میلیون ماهواره کوچک را به‌عنوان «مراکز داده مداری» برای دسترسی جهانی به اینترنت معرفی می‌کند.

روشنایی به اندازه تعداد اهمیت دارد. چند بازتابنده پرنور می‌توانند بسیار بیشتر از تعداد زیادی ماهواره کم‌نور، نور خورشید را وارد تلسکوپ کنند. به همین دلیل مهندسان و اخترشناسان هر دو بر این موضوع تمرکز کرده‌اند که ماهواره‌ها چگونه نور را بازتاب می‌دهند، با چه زاویه‌ای قرار می‌گیرند و چه نوع پوشش‌های سطحی یا سایه‌بان‌های خورشیدی می‌تواند اثر آنها را کاهش دهد.

سیاست‌گذاری، مهندسی و سازش

هدف رصدخانه جنوبی اروپا متوقف کردن اینترنت فضایی نیست. این رصدخانه به‌جای آن، یک سقف مورد توافق بین‌المللی پیشنهاد کرده است: محدودیتی در حدود ۱۰۰۰۰۰ ماهواره کم‌نور در مدار پایین زمین. منطق این پیشنهاد ساده است. یک سقف مدیریت‌شده می‌تواند میان گسترش دسترسی جهانی به اینترنت پهن‌باند و حفاظت از پژوهش‌های بلندمدت اخترشناسی تعادل ایجاد کند. همچنین اپراتورهای ماهواره‌ای را وادار می‌کند در طراحی‌های تیره‌تر و شیوه‌های عملیاتی کاهش‌دهنده نور سرگردان سرمایه‌گذاری کنند.

فعالیت صنعت کند نشده است. آمازون قصد دارد پروژه کویپر را در سال‌های آینده اجرا کند و شرکت‌های بیشتری نیز آماده ورود به این حوزه هستند. همین موضوع ضرورت تدوین استانداردهای هماهنگ برای روشنایی ماهواره‌ها، توزیع مداری و اشتراک‌گذاری داده با رصدخانه‌ها را بیشتر می‌کند تا اخترشناسان بتوانند برای تداخل‌های قابل پیش‌بینی برنامه‌ریزی کنند.

برخی راهکارهای فنی وجود دارد. پوشش‌های تیره، سایه‌بان‌های بازشونده، کنترل فعال وضعیت ماهواره و الگوریتم‌های بهتر پردازش تصویر می‌توانند ردهای قابل مشاهده را کاهش دهند و بخشی از داده‌های از دست رفته را بازیابی کنند. اما اگر اشغال آسمان بدون کنترل ادامه یابد، هیچ‌یک از این راهکارها معجزه نمی‌کند. بده‌بستان‌ها پیچیده‌اند. هر ماهواره‌ای که با هدف منفعت اجتماعی یا اقتصادی پرتاب می‌شود، باید در برابر ارزش ماندگار آسمانی خلوت برای علم و فرهنگ سنجیده شود.

آنچه در ادامه رخ می‌دهد به همکاری بستگی دارد. مهندسان، نهادهای قانون‌گذار و اخترشناسان باید بر سر محدودیت‌ها، استانداردهای طراحی و راهبردهای رصدی به توافق برسند. در غیر این صورت، ممکن است بخش‌هایی از آسمان شب را با دستاوردهای گذرای اتصال اینترنتی معاوضه کنیم.