Ny ESO-undersøgelse evaluerer satellitkonstellationers indvirkning på astronomiske observationer

Astronomer har for nylig rejst bekymringer om virkningen af ​​satellit-megakonstellationer på videnskabelig forskning. For bedre at forstå, hvilken effekt disse konstellationer kunne have på astronomiske observationer, ESO bestilte en videnskabelig undersøgelse af deres virkning, med fokus på observationer med ESO-teleskoper i det synlige og infrarøde, men også i betragtning af andre observatorier. Studiet, som betragter i alt 18 repræsentative satellitkonstellationer under udvikling af SpaceX, Amazon, OneWeb og andre, tilsammen beløber sig til over 26 tusind satellitter, er nu godkendt til offentliggørelse i Astronomi og astrofysik .

Undersøgelsen viser, at store teleskoper som ESO's Very Large Telescope (VLT) og ESO's kommende Extremely Large Telescope (ELT) vil blive "moderat påvirket" af konstellationerne under udvikling. Effekten er mere udtalt ved lange eksponeringer (ca. 1000 s), op til 3% af dem kan blive ødelagt i tusmørket, tiden mellem daggry og solopgang og mellem solnedgang og skumring. Kortere eksponeringer ville blive mindre påvirket, med færre end 0,5 % af observationer af denne type påvirket. Observationer udført på andre tidspunkter i løbet af natten ville også blive mindre påvirket, da satellitterne ville være i jordens skygge og derfor ikke belyses. Afhængigt af den videnskabelige case, påvirkningerne kunne mindskes ved at foretage ændringer i driftsplanerne for ESO-teleskoper, selvom disse ændringer koster. På industrisiden, et effektivt skridt til at afbøde påvirkningerne ville være at gøre satellitterne mørkere.

Undersøgelsen finder også, at den største effekt kan være på bredfeltsundersøgelser, især dem, der udføres med store teleskoper. For eksempel, op til 30 % til 50 % af eksponeringerne med US National Science Foundations Vera C. Rubin Observatory (ikke en ESO-facilitet) ville blive "alvorligt påvirket, "afhængigt af årstiden, tidspunktet på natten, og undersøgelsens forenklede antagelser. Afbødningsteknikker, der kunne anvendes på ESO-teleskoper, ville ikke fungere for dette observatorium, selvom andre strategier aktivt udforskes. Yderligere undersøgelser er nødvendige for fuldt ud at forstå de videnskabelige implikationer af dette tab af observationsdata og kompleksitet i deres analyse. Bredfeltsundersøgelsesteleskoper som Rubin Observatory kan scanne store dele af himlen hurtigt, gør dem afgørende for at få øje på kortvarige fænomener som supernovaer eller potentielt farlige asteroider. På grund af deres unikke evne til at generere meget store datasæt og finde observationsmål for mange andre observatorier, astronomisamfund og finansieringsbureauer i Europa og andre steder har rangeret bredfeltundersøgelsesteleskoper som en topprioritet for fremtidige udviklinger inden for astronomi.

Både professionelle og amatørastronomer har også udtrykt bekymring for, hvordan satellit-megakonstellationer kan påvirke den uberørte udsigt over nattehimlen. Undersøgelsen viser, at omkring 1600 satellitter fra konstellationerne vil være over horisonten af ​​et observatorium på midten af ​​breddegraden, hvoraf de fleste vil være lavt på himlen - inden for 30 grader fra horisonten. Over denne - den del af himlen, hvor de fleste astronomiske observationer finder sted - vil der være omkring 250 konstellationssatellitter på et givet tidspunkt. Mens de alle er oplyst af Solen ved solnedgang og solopgang, flere og flere kommer ind i jordens skygge hen mod midten af ​​natten. ESO-undersøgelsen antager en lysstyrke for alle disse satellitter. Med denne antagelse, op til omkring 100 satellitter kunne være lyse nok til at være synlige med det blotte øje i tusmørketimerne, omkring 10 af dem ville være højere end 30 graders højde. Alle disse tal styrtdykker, efterhånden som natten bliver mørkere, og satellitterne falder ind i jordens skygge. Samlet set, disse nye satellitkonstellationer ville omkring fordoble antallet af satellitter, der er synlige på nattehimlen med det blotte øje over 30 grader.

Disse tal inkluderer ikke tog af satellitter, der er synlige umiddelbart efter opsendelsen. Selvom det er spektakulært og lyst, de er kortlivede og kan kun ses kort efter solnedgang eller før solopgang, og - på ethvert givet tidspunkt - kun fra et meget begrænset område på Jorden.

ESO-undersøgelsen bruger forenklinger og antagelser til at opnå konservative skøn over effekterne, som kan være mindre i virkeligheden end beregnet i papiret. Mere sofistikeret modellering vil være nødvendig for mere præcist at kvantificere de faktiske påvirkninger. Mens fokus er på ESO-teleskoper, resultaterne gælder for lignende ikke-ESO-teleskoper, der også fungerer i det synlige og infrarøde, med lignende instrumenterings- og videnskabscases.

Satellitkonstellationer vil også have indflydelse på radio, millimeter og submillimeter observatorier, inklusive Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og Atacama Pathfinder Experiment (APEX). Denne effekt vil blive overvejet i yderligere undersøgelser.

ESO, sammen med andre observatorier, Den Internationale Astronomiske Union (IAU), American Astronomical Society (AAS), UK Royal Astronomical Society (RAS), og andre samfund, træffer foranstaltninger til at øge bevidstheden om dette spørgsmål i globale fora, såsom FN's komité for fredelig brug af det ydre rum (COPUOS) og den europæiske komité for radioastronomifrekvenser (CRAF). Det sker, mens man sammen med rumfartsselskaberne udforsker praktiske løsninger, der kan sikre de store investeringer, der foretages i banebrydende jordbaserede astronomifaciliteter. ESO støtter udviklingen af ​​regulatoriske rammer, der i sidste ende vil sikre den harmoniske sameksistens af meget lovende teknologiske fremskridt i lav kredsløb om Jorden med de forhold, der gør det muligt for menneskeheden at fortsætte sin observation og forståelse af universet.