אב טיפוס של לוויין תקשורת גדול במסלול נמוך מטריד את האסטרונומים

הלוויין BlueWalker 3 ששטח האנטנה שלו 64 מ”ר הפך להיות אחד העצמים הבהירים בשמי הלילה, החשש הוא שכשיהיו מאה לווינים בקונסטלציה הזו ומאות בקונסטלציות אחרות במסלול נמוך, אי אפשר יהיה לצפות בשמים בתחום האופטי ויהיו גם הפרעות לתחום הרדיו

קבוצות לוויינים, כמו אב הטיפוס BlueWalker 3, מעוררות דאגה בקרב אסטרונומים עקב הפרעה אפשרית לתצפיות בשמי הלילה ולאסטרונומיית רדיו. איזון בין הצרכים הגלובליים לתקשורת לבין שמירה על המחקר האסטרונומי הוא קריטי. קרדיט: AST SpaceMobile

לווייני תקשורת ענקיים במסלול נמוך סביב כדור הארץ עלולים להפריע לאסטרונומיה. תצפיות על אב הטיפוס BlueWalker 3 מראות שהוא אחד העצמים הבהירים ביותר בשמי הלילה, ומעורר דאגה שבלי הפחתה, קבוצות גדולות של לוויינים עלולות לשבש את יכולתנו לצפות בכוכבים מכדור הארץ ולבצע אסטרונומיית רדיו.

מספר חברות מתכננות להקות לוויינים – מאות לוויינים פוטנציאליים שיכולים לספק שירותי סלולר או רוחב פס בכל מקום בעולם. עם זאת, לוויינים אלה צריכים להיות במסלול נמוך מאוד סביב כדור הארץ והם יכולים להיות גדולים יחסית, כך שהפוטנציאל שלהם להפריע לתצפיות בשמי הלילה מהווה דאגה.

בתמונה שובל שהותיר אחריו BlueWalker 3 מעל המצפה האסטרונומי הלאומי  סן פדרו מרטיר, מקסיקו, שנצפה ב-12 בנובמבר 2022. הפסקות בשובל נגרמות על ידי הפסקות בין החשיפות שאוחדו כדי ליצור תמונה זו. קרדיט: אי. פלאוצ’ו-פריין

השפעת BlueWalker 3 על האסטרונומיה

BlueWalker 3 שוגר למסלול נמוך סביב כדור הארץ ב-10 בספטמבר 2022 על ידי AST SpaceMobile, כאב-טיפוס לקבוצה מתוכננת של יותר מ-100 לוויינים דומים המיועדים לשימוש בתקשורת סלולרית. תצפיות שנערכו בתוך שבועות ספורים מהשיגור הראו שהלוויין היה בין העצמים הבהירים ביותר בשמיים.

כדי להבין טוב יותר את ההשפעות שלו על האסטרונומיה, יזמה ה-CPS קמפיין תצפית בינלאומי. כחלק מזה, תצפיות מקצועיות וחובבניות תרמו מרחבי העולם, מאתרים בצ’ילה, ארה”ב, מקסיקו, ניו זילנד, הולנד ומרוקו.

הנתונים החדשים שפורסמו ובהם תוצאות תצפיות במשך 130 ימים מראים עלייה חדה החופפת לפריסה המלאה של מערך האנטנה, שב-64 מטרים רבועים היא מערכת האנטנה המסחרית הגדולה ביותר שאי פעם הונפקה למסלול נמוך סביב כדור הארץ.

חלק מהתצפיות נוצלו גם כדי לחשב את מסלול הלוויין לאורך זמן. בהשוואת המסלול החזוי עם התצפיות שנאספו, המחברים יכלו להעריך את דיוק התחזיות וכיצד המסלול יכול להשתנות בשל גורמים כמו גרר אטמוספירי.

ידיעת המיקומים של הלוויינים חשובה, כך שאסטרונומים יכולים לנסות להימנע מהם או לפחות לדעת היכן הם יהיו כשהם מנתחים את הנתונים.

בעיות הפרעה בתדרי רדיו

מלבד תצפיות אופטיות, BlueWalker 3 עלול גם להפריע לאסטרונומיית רדיו, מכיוון שהוא משתמש באורכי גל קרובים לאלה שטלסקופי רדיו משתמשים לתצפיות. בעוד כמה טלסקופים ממוקמים באזורי שקט רדיו מוגדרים, ההגבלות הקיימות לשימור אזורים אלה חלות כרגע רק על משדרים קרקעיים, כך שהם אינם בהכרח מוגנים מפני שידור לוויינים.

דר’ מייק פיל, שותף מוביל של IAU CPS’s Sathub וחוקר במחלקה לפיזיקה באימפריאל קולג’ אמר: “BlueWalker 3 משדר באופן פעיל בתדרי רדיו קרובים לפסים שמורים לאסטרונומיית רדיו, והגנות המצפים הקיימות מפני הפרעות רדיו עלולות שלא להיות מספיקות. לכן, נדרש מחקר נוסף כדי לפתח אסטרטגיות להגנה על הטלסקופים הקיימים והעתידיים מפני המאות הלוויינים המתוכננים לשיגור בעשור הקרוב”.

מבט קדימה

ה-IAU ושותפי CPS מכירים בכך שלקבוצות הלוויינים החדשות יש תפקיד חשוב בשיפור התקשורת העולמית. עם זאת, ההפרעה שלהם לתצפיות אסטרונומיות יכולה לפגוע קשות בהתקדמות בהבנתנו את היקום. על כן, פריסתם צריכה להיעשות תוך התחשבות הולמת בתופעות הלוואי שלהם ובמאמצים למזער את ההשפעה שלהם על האסטרונומיה.

האסטרונומים ימשיכו לעקוב אחר הלוויין BlueWalker‏ 3 ולוויינים נוספים כדי להבין טוב יותר את ההשפעות שלהם ולפתח אסטרטגיות להגנה על התצפיות האסטרונומיות.

חלק מהתצפיות שנאספו שימשו גם לחישוב מסלול הלוויין לאורך זמן. בהשוואה בין המסלול החזוי לבין התצפיות שנאספו, החוקרים יכלו להעריך את דיוק החיזויים ואיך הם יכולים להשתנות בגלל גורמים כמו גרר אטמוספירי.

ידיעת המיקומים של הלוויינים חשובה, כך שהאסטרונומים יכולים לנסות להימנע מהם או לפחות לדעת היכן הם יהיו בנתונים. עם זאת, קשה למתן את הבהירות שלהם מעבר לכיסוי המיקום שלהם ואובדן נתונים עבור אותו חלק בשמיים.

אחת הדרכים להפחית את בהירות הלוויינים היא צביעתם בצבע כהה יותר. עם זאת, זה עדיין לא פותר לחלוטין את בעיית הבהירות הגבוהה שלהם. כמו כן, יש צורך בפיקוח ואכיפה כדי לוודא שהלוויינים אכן עומדים בתקני בהירות מקסימלית.

בסופו של דבר, האתגר הוא לאזן בין התועלת שבלווייני תקשורת חדשים לבין הצורך להגן על המחקר האסטרונומי ועל שמי הלילה כמשאב משותף לאנושות. שיתוף פעולה בינלאומי ודיאלוג בונה בין חברות לוויינים, ממשלות ואסטרונומים יהיו קריטיים כדי להשיג איזון זה.

האסטרונומיה המודרנית מספקת תובנות לגבי פיזיקה יסודית ומחקרים נוספים בגבולות הידע שלנו, ומשנה את תפיסת האנושות את מקומנו ביקום. שמי הלילה הבתוליים הם גם חלק חשוב מהמורשת התרבותית המשותפת של האנושות ויש להגן עליהם למען החברה והדורות הבאים.

יש צורך במחקר נוסף ודיון מתמשך כדי למצוא דרך לאזן בין התועלת שבלווייני תקשורת חדשים לבין הצורך להגן על המחקר האסטרונומי החשוב להרחבת הידע האנושי.

ד”ר דייב קלמנטס, מהמחלקה לפיזיקה באימפריאל קולג’ אמר: “שמי הלילה הם מעבדה ייחודית שמאפשרת למדענים לערוך ניסויים שלא ניתן לבצע במעבדות קרקעיות. תצפיות אסטרונומיות סיפקו תובנות לגבי פיזיקה יסודית ומחקרים נוספים בגבולות הידע שלנו, ושינו את תפיסת האנושות את מקומנו ביקום”.

ד”ר מייק פיל, שותף מוביל של IAU CPS’s Sathub וחוקר במחלקה לפיזיקה באימפריאל קולג’ אמר: “BlueWalker 3 משדר באופן פעיל בתדרי רדיו קרובים לפסים שמורים לאסטרונומיית רדיו, וההגנות הקיימות על המצפים מהפרעות רדיו עלולות שלא להיות מספיקות. נדרש מחקר נוסף כדי לפתח אסטרטגיות להגנה על הטלסקופים הקיימים והעתידיים”.

סנג’ית ננדקומר, החוקרת הראשית, אמרה: “מצאנו שלוויין BlueWalker 3, בגודל של 8X8 מטר, הפך במהירות לאחד העצמים הבהירים ביותר בשמיים, עם בהירות מקסימלית של דרגה 0.4. זה מדגים את האתגר שלווייני תקשורת גדולים מהווים לאסטרונומיה”.

הנושא ימשיך להידון בכינוס הקרוב של IAU בהמשך אוקטובר בפאנל שכותרתו: “אסטרונומיה וקבוצות לוויינים: נתיבים קדימה.”

המאמר המדעי בנייצ’ר

עוד בנושא באתר הידען:

• זיהום אור בשעת לילה- גם אור יכול להיות מזהם