ماهواره ها نجوم را تهدید می کنند، اما تعداد کمی از دانشمندان فرصتی را می بینند

هر شب ستارگان آسمان با هزاران ماهواره رقابت می کنند. تعداد مهاجمان تنها با افزایش صور فلکی ماهواره‌ها در حال افزایش است و شرکت‌هایی که قصد دارند ده‌ها هزار مدارگرد را برای انتقال اینترنت و سایر سیگنال‌های ارتباطی به زمین ارسال کنند. از جمله اسپیس ای، که تاکنون هزاران ماهواره استارلینک را پرتاب کرده است و آمازون که قصد دارد مجموعه پروژه کویپر خود را اوا، امسال آغاز کند.

برای ستاره شناس، که جهان را از روی سطح جهان ما مطالعه می کنند، این یک مشکل رو به افزایش است.

اریک برنز، ستاره شناس دانشگاه ایالتی لوئیزیانا، «این یک موضوع داغ است». ما با تعداد زیادی ماهواره سروکار داریم که حساسیت تلسکوپ‌های زمینی را محدود می‌کنند.»

بسیاری از اخترشناسان انتقادات شدیدی از تأثیرات فعلی و آینده صور فلکی ماهواره بر مطالعات خود وارد کرده اند. اما دکتر برنز و دیگر دانشمندان در فکر ساختن لیموناد کیه، از لیموهای مداری هستند. آن‌ها می‌پرسند اگر همه آن ماهواره‌های مزاحم بتوانند به پیشرفت حوزه نجوم کمک کنند، چرا که دسترسی به سیگنال‌های ماهواره‌ای را در زمین گسترش می‌دهند؟

آنچه این ستاره شناسان می بینند، پتانسیل نوع جدیدی از تلسکوپ است که ابرصورت فلکی می تواند ارائه کند. در پیشنهادی که دکتر برنز و همکارانش قصد دارند با شرکت‌های خصوصی سازنده صورت‌های فلکی ماهواره‌ای به اشتراک بگذارند، آنها امیدوارند که هزاران آشکارساز پرتو گاما بتوانند با ماهواره‌ها به فضا بروند. اگر به تنهایی گرفته شود، هر آشکارساز فردی ضعیف خواهد بود. اما با کار، با هم در یک ابر صورت فلکی متشکل از هزاران ماهواره، قدرت چنین سیستمی رقیب سوئیفت و فرمی، دو رصدخانه پرتو گاما در فضا است که توسط ناسا مدیریت می شوند.

تاثیر قابل توجه خواهد بود. انفجارهای پرتو گاما نشانه فاجعه بارترین رویدادهای جهان از زمان انفجار بزرگ است. عمیق‌تر ، تحقیقات در مورد این پدیده‌ها می‌تواند به پاسخ به بزرگ‌ترین پرسش‌های امروزی کمک کند، مانند اینکه هسته‌های ستارگان نوترونی چیست یا اینکه چگونه رفتار انرژی تاریک می‌تواند شکل جهان را آشکار کند.

دکتر برنز گفت: «اینها به همان اندازه مهم هستند که در نجوم می توان از آنها پرسید. ما می‌تو،م با هزاران آشکارساز پرتو گاما به‌،وان یک تلسکوپ منسجم منفرد و فوق‌العاده قدرتمند که در سراسر کیهان نگاه می‌کند، رفتار کنیم که از هر چیزی که قبلاً انجام شده حساس‌تر است.»

این ایده بی سابقه نیست. در سال 2011، Iridium Communications با دانشمندان کار کرد به ابزارهای تحقیقاتی Piggyback در فضا. حدود 30 ماهواره ای،وم – که معمولاً ارتباطات صوتی و داده ای را به زمین ارسال می کنند – همچنین میزبان دزیمترهایی هستند که تشعشعات را در مدار پایین زمین در زیر زمین اندازه گیری می کنند. برنامه REACH، همکاری بین نیروی هوایی ایالات متحده و دانشمندان.

و تمام ماهواره های Iridium 60-plus دارای مغناطیس سنج هستند برنامه AMPEREکه توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز اداره می شود و به مطالعه چگونگی ورود انرژی به یونوسفر زمین از مگنتوسفر آن می پردازد.

ال،ا هالفورد، رئیس آزمایشگاه در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، می‌گوید خوانش‌های ای،وم منبع مهمی از داده‌های تشعشعات هستند. کار او ارتباط بین مگنتوسفر زمین و اتمسفر آن و نحوه کار این دو با هم برای محافظت از زمین در برابر باران های تشعشعات شدید فضا را آشکار می کند.

دکتر هالفورد گفت که روش‌های تداخل صور فلکی ماهواره‌ای با تلسکوپ‌های روی سطح زمین نیاز به بررسی بیشتری دارد.

او گفت: “نجوم زمینی بسیار مهم است و ما باید مسئولیت پذیر باشیم.”

از سوی دیگر، او پتانسیل زیادی را از قرار دادن ابزارهای علمی در ماهواره های بیشتر می بیند.

دکتر هالفورد گفت: “داده های بیشتر می تواند تصویر کامل تری به ما بدهد.” «نه گفتن برایم سخت است.»

SpaceX در حال حاضر برخی از داده ها را با دانشمندان به اشتراک می گذارد که می تواند به نفع هر دو طرف باشد.

تزو وی فانگ، دانشمند اداره ملی اقیانوسی و جوی که در پیش بینی آب و هوای فضا تخصص دارد، پس از پرتاب فاجعه بار در فوریه 2022، همکاری با اسپیس ای، را آغاز کرد. اسپیس ای، شاهد آتش گرفتن 38 ماهواره از 49 ماهواره جدید استارلینک خود بود.

دکتر آن را بگیر پس از مرگ نشان داد که چگونه یک طوفان ژئومغناطیسی جزئی چگالی هوا را در ارتفاعاتی که مدارهای پایین زمین در آن اتفاق می‌افتد، افزایش داده است. بنابراین، ماهواره‌های استارلینک به جای حرکت به مدار، به هوای متراکم و گرم برخورد ،د و از هم جدا شدند.

او گفت: “هیچ، نمی تواند در حال حاضر به خوبی از پس کشیدن مدار پایین زمین برآید زیرا ما ماهواره های من، نداریم.”

پس از آن حادثه، اسپیس ای، موافقت کرد که داده های موقعیت و سرعت حدوداً 4000 ماهواره استارلینک خود را به مدت یک سال به اشتراک بگذارد و به دکتر فانگ و همکارانش این فرصت را داد تا نوع کشش مداری را که ماهواره ها را نابود کرده است، مطالعه کنند. دکتر فانگ گفت که این به طور بالقوه می‌تواند منجر به پیش‌بینی بهتر آب و هوای فضا شود و به ماهواره‌ها زمان بیشتری برای واکنش به افزایش چگالی هوا با بالا رفتن به ارتفاع مداری امن‌تر بدهد، “که در نهایت به نفع همه خواهد بود.”

به دست آوردن داده های علمی مفید از صورت های فلکی ماهواره ای با موانع فنی مواجه است. ماهواره ها در مدار پایین زمین بسیار سریع حرکت می کنند و کل مدار مداری را در حدود 90 دقیقه کامل می کنند. بنابراین ،یب داده‌های مجموعه‌ای از ماهواره‌ها کار آس، نیست.

و برای اینکه تج،ات علمی در امتداد مدار قرار بگیرند، محدودیت های سختی وجود دارد. ماهواره های ارتباطی در مدار پایین زمین، مانند استارلینک اسپیس ای،، طول عمر کوتاهی دارند. حدود پنج سالبنابراین آشکارسازها باید ارزان باشند. در مقابل، تلسکوپ فضایی هابل حدود 16 میلیارد دلار هزینه داشته است به دلار امروز اما انتظار می رود دوام داشته باشد حدود 40 سال.

هر گونه افزودنی را نمی‌توان در آ،ین لحظه انجام داد. مهندسان ماهواره باید طرح‌های خود را اصلاح کنند تا محموله‌های جدید را با ارتقاءهایی مانند منابع انرژی بزرگتر و پیوندهای داده سازگار کنند.

هیچ یک از شرکت هایی که در حال ساخت صور فلکی ماهواره ای عظیم هستند نگفته اند که مایل به استقرار آشکارسازهای پرتو گاما یا سایر حسگرهای جدید هستند که به دانشمندان کمک کند. هنگامی که از اسپیس ای، برای اظهار نظر در مورد این ایده خواسته شد، از پاسخ دادن خودداری کرد و OneWeb که اخیرا یک صورت فلکی کوچکتر دیگر را تکمیل کرد، هرگز پاسخی نداد. Project Kuiper، مجموعه‌ای از ،ده‌فروشی آنلاین آمازون که ممکن است اولین ماهواره‌های خود را اوا، امسال به فضا پرتاب کند، گفت که از دکتر برنز برای ارائه پیشنهاد خود دعوت کرده است.

دکتر هالفورد پیشنهاد کرد که افزایش تعداد مشارکت با اپراتورهای صورت فلکی راهی برای سودمندی همه است بدون اینکه آسمان را بیش از این به هم ریخته باشد. او گفت: “این یک پاسخ عالی نیست، اما من فکر می کنم بهترین پاسخی است که ما داریم.”

تا کنون، بار مذاکره انفرادی با شرکت های مردد مانند اسپیس ای،، اخترشناسان را ناامید کرده است. دکتر برنز فکر می کند که ممکن است زمان آن فرا رسیده باشد که نظارت ،ت از حداقل آسیب به علم ناشی از ابر صورت فلکی اطمینان حاصل کند.

با مشارکت بیشتر، دکتر برنز امیدوار است که دانشمندان و سازندگان ماهواره بتوانند کار با یکدیگر را بیاموزند. او گفت: «من فکر می‌کنم این ایده از ابزارهای علمی در خود صور فلکی برای هر دو طرف مفید خواهد بود. “اگر آنها برای آن باز باشند، این راه حل حتی بهتر است.”