علماء الفلك يحذرون: الأبراج الفضائية العملاقة ستعيق مراقبة الإنسان للكون

الملخص:

يحذر علماء الفلك من أن الأقمار الصناعية سريعة الحركة والعاكسة للضوء ستترك أشرطة بيضاء من الضوء على الصور التي التقطها مرصد فيرا سي روبين. على قمة جبل في صحراء تشيلي، تم افتتاح تلسكوب بقيمة 800 مليون دولار بتمويل من دافعي الضرائب الأمريكيين.

مرصد فيرا سي روبين الجديد

كان من المخطط في الأصل إطلاق مشروع مسح كوني رائد لإنتاج أكبر كتالوج للمجرات والكويكبات والمستعرات الأعظم والثقوب السوداء في التاريخ. لكن الباحثين في المرصد واجهوا مشكلة: فالأقمار الصناعية التي تمر بسرعة عالية وتعكس ضوء الشمس ستترك خطوطًا بيضاء على الأفلام الفلكية.

مرصد البلدان الأمريكية لمونتي تولولو في تشيلي في صور السماء المرصعة بالنجوم الملتقطة عام 2019، يمكنك رؤية مسارات الضوء التي خلفتها أقمار ستارلينك الصناعية.

ج. وقال أنتوني تايسون، كبير علماء المرصد، والمعروف بأبحاثه في رسم خرائط المادة المظلمة، إن الزيادة في عدد الأقمار الصناعية تشكل

تهديدًا وجوديًا لأعمال البحث العلمي للمرصد

.

يحذر تايسون وعلماء آخرون من أن مثل هذه المركبات الفضائية التي تدور حول الأرض ستزيد من صعوبة تنفيذ عمليات الرصد الفلكية الأرضية؛ وعلى المدى الطويل، لن تكون سماء الليل المألوفة موجودة.

سجل عالم الفيزياء الفلكية جوناثان ماكدويل كل إطلاق صاروخ مداري منذ عام 1957. ووفقاً لإحصائياته، يوجد حالياً أكثر من 17 ألف قمر صناعي نشط في المدار، مقارنة بحوالي 1000 فقط قبل عقد من الزمن. ويتوقع أن يتجاوز عدد الأقمار الصناعية في المدار 100 ألف خلال عشر سنوات.

تعكس الأقمار الصناعية ضوء الشمس إلى الأرض. مع زيادة عدد الأقمار الصناعية، يزداد التلوث الضوئي من الفضاء.

وقال هانو رين، الأستاذ المشارك في جامعة تورنتو الذي بنى نموذج التلوث الضوئي لكوكبة الأقمار الصناعية المخطط لها: "إن عدد النجوم التي تراها في السماء سوف يتضاعف، ولكن نصفها فقط نجوم حقيقية". النصف الآخر من نقاط الضوء عبر السماء هي في الواقع أقمار صناعية.

تمتلك SpaceX حاليًا ما يقرب من 11000 قمرًا صناعيًا في المدار. وفي الملفات التنظيمية الأخيرة، كشفت الشركة عن خطط لإطلاق ما يصل إلى مليون قمر صناعي إضافي، نصفها سيعمل في مدارات الشفق.

يسمى الحد الفاصل بين النهار والليل على الأرض

خط الشفق (خط نهاية النهار والليل)

. بالنسبة للأقمار الصناعية التي تعمل في مدارات الصباح والمساء، يمكن للألواح الشمسية استقبال ضوء الشمس على مدار 24 ساعة تقريبًا يوميًا والحصول على طاقة دون انقطاع؛ وفي الوقت نفسه، فإن هذا الموقع المداري سيجعل القمر الصناعي يبدو ساطعًا بشكل خاص على الأرض.

إن الضوء الساطع الذي نراه من الأقمار الصناعية ناتج عن انعكاس ضوء الشمس على الجانب الليلي من الأرض. سيتم حجب الأقمار الصناعية العاملة في مواقع مدارية أخرى بظل الأرض ولن تعكس ضوء الشمس.

النجوم أبعد بكثير عن الأرض من الأقمار الصناعية. وإذا أضيف 500 ألف قمر صناعي آخر يدور في الصباح والمساء، فسيتعين على البشر البحث عن نجوم حقيقية من خلال ستارة خفيفة عند مراقبة السماء المرصعة بالنجوم.

حاليًا، تُستخدم الأقمار الصناعية بشكل أساسي للاتصالات، وأغلبها تابعة لشركة ستارلينك التي توفر خدمات الوصول إلى الإنترنت للعالم.

في المستقبل، مع استمرار انخفاض تكاليف الإطلاق الفضائي، ستطلق المزيد من الشركات والحكومات أقمارها الصناعية الخاصة. وقالت بلو أوريجين وجوجل وكاوبوي سبيس وشركات أخرى إنها تخطط لنشر مراكز بيانات مدارية، وغالبًا ما تتطلب مثل هذه المشاريع مئات الآلاف من الأقمار الصناعية. يخطط مشروع مركز البيانات المداري "Starmind" التابع لشركة SpaceX لامتلاك أكثر من مليون قمر صناعي.

في الوقت الحاضر، الأقمار الصناعية العادية ليست كبيرة: حيث يغطي قمر صناعي واحد من ستارلينك مساحة حوالي 4 أمتار مربعة، وهو ما يعادل سرير مزدوج كبير الحجم. لكن الأقمار الصناعية المستخدمة في مراكز البيانات المدارية أكبر بكثير. تُظهر وثائق الإيداع العامة لشركة SpaceX أن القمر الصناعي لمركز البيانات المداري الخاص بها يمكن أن يصل إلى أقصى حجم

1500 متر مربع

; تبلغ مساحة تصميم الأقمار الصناعية لشركة Cowboy Space 4800 متر مربع، وهي قريبة من حجم ملعب كرة قدم.

وقال تايسون إن شركة SpaceX أخذت زمام المبادرة لقمع سطوع أقمار ستارلينك الصناعية. لقد كان هو وموظفو SpaceX يتواصلون بشأن هذه القضية منذ ما يقرب من عشر سنوات. وقال باحث آخر في مرصد روبين إن المرصد أجرى أيضًا "حوارًا بناء" مع ست شركات أخرى للأقمار الصناعية.

"إنهم على استعداد للمساعدة، أو على الأقل يحاولون القيام بذلك." لكنه أشار أيضًا إلى أنه حتى بعد المعالجة، لا يزال سطوع أقمار ستارلينك الصناعية يتجاوز المعايير الموصى بها من الاتحاد الفلكي الدولي ويمكن رؤيته بالعين المجردة. ولم يتواصل تايسون بعد مع الشركات المصنعة للأقمار الصناعية الصينية، ويقول العلماء إن بعض الأقمار الصناعية الصينية تكون في بعض الأحيان أكثر سطوعًا من الأقمار الصناعية الأمريكية.

لم تستجب شركة SpaceX لطلبات التعليق؛ ورفضت جوجل وبلو أوريجين التعليق؛ لا يمكن الوصول إلى Cowboy Space.

تتولى لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية (FCC) مسؤولية الموافقة على مشاريع الأقمار الصناعية، لكنها لم تصدر أي قواعد تنظيمية فيما يتعلق بسطوع الأقمار الصناعية. ينص تقرير المسح العالمي لتنظيم الأقمار الصناعية لعام 2022 "مجموعة عمل السماء المظلمة والهادئة": "باستثناء قانون في الولايات المتحدة يحظر الإعلان الفضائي، لا توجد قوانين في العالم تنظم البيئة المرئية للسماء ليلاً."

شاركت سامانثا لولر، الأستاذة المشاركة في جامعة ريجينا، مؤخرًا في كتابة ورقة بحثية حول التلوث الضوئي في مركز البيانات المداري. وأوضحت أن الشركة تخطط لضبط القمر الصناعي لمركز البيانات المداري على

مدار متزامن مع الشمس

، يتعرض بشكل دائم تقريبًا لأشعة الشمس المباشرة. وهذه الأقمار الصناعية، التي تعمل بالطاقة الشمسية، ستعكس أشعة الشمس بقوة إلى الأرض مقارنة بالأقمار الصناعية العادية. ويقدر لولر أن مثل هذه الأقمار الصناعية يمكن أن تكون مشرقة مثل كوكب الزهرة، وهو أحد ألمع الأجسام في السماء. وتعمل مئات الآلاف من هذه الأقمار الصناعية بشكل جماعي، ومن الممكن "حجب" ضوء مجرة ​​درب التبانة والنجوم الخافتة خلال جزء من الليل.

أنشأ شين روس، أستاذ الهندسة في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، صفحة ويب محاكاة لاستنتاج الشكل الذي سيبدو عليه مركز البيانات المداري لشركة SpaceX من الأرض. تظهر نتائج المحاكاة أن الآلاف من نقاط الضوء الساطعة تشكل حزامًا ضوئيًا، يعبر طرفي الأفق ويمتد ببطء عبر سماء الليل.

وفقًا لنموذج شين روس، يمكن لمقطع فيديو محاكاة مدته 12 ثانية يتم تشغيله بسرعة 10 أضعاف بعد حوالي ساعة من غروب الشمس في نصف الكرة الشمالي في ديسمبر أن يُظهر بصريًا تأثير مركز البيانات المداري من منظور الأرض. المصدر: شين روس، جامعة فرجينيا للتكنولوجيا.

وعلق روس قائلاً: "المشهد صادم ولكنه مزعج أيضًا".

بعد أن أعلن عن نتائج المحاكاة، كانت ردود أفعال الجمهور مستقطبة. "بعض الناس متحمسون جدًا لهذا الأمر، والبعض الآخر يعتقد أننا ندمر تراثًا مشتركًا ينتمي للبشرية جمعاء."

بدأ علماء الفلك من تايسون ومرصد روبن للتو عملية مسح فضائي مدتها عشر سنوات. والآن بدأ يشعر بالقلق من أن مشروع البحث العلمي هذا قد يضطر إلى الإنهاء مبكرًا. لن تترك الأقمار الصناعية آثارًا للضوء على صور التلسكوب فحسب، بل يتوقع تايسون أن مجموعات الأقمار الصناعية العملاقة ستنتج أيضًا انعكاسات منتشرة، مما يزيد من سطوع الخلفية لسماء الليل بأكملها.

سوف يتطور الأمر في النهاية إلى: "سماء الليل مشرقة للغاية بحيث لا يمكن إجراء أي ملاحظات فلكية". قال تايسون.