تلسکوپ هابل با تهدید ماهواره های اسپیس ایکس و سایر شرکت ها مواجه است

تلسکوپ فضایی هابل که به خاطر ثبت تصاویر مهیج از کیهان در حین پیشرفت در زمینه نجوم شهرت دارد، در معرض تهدید است.

شرکت‌های خصوصی هزاران ماهواره را پرتاب می‌کنند که تلسکوپ را بمباران نوری می‌کنند – رگه‌های روشن طولانی و منحنی‌هایی از نور تولید می‌کنند که حذف آنها غیرممکن است. و مشکل فقط بدتر می شود.

مطالعه ای که روز پنجشنبه در مجله Nature Astronomy منتشر شد، افزایش درصد تصاویر ثبت شده توسط هابل را نشان می دهد که توسط ماهواره های عبوری خراب می شوند. و داده‌ها فقط تا سال 2021 می‌روند. از آن زمان تاکنون هزاران ماهواره دیگر توسط اسپیس‌ایکس و شرکت‌های دیگر پرتاب شده‌اند، و انتظار می‌رود تعداد زیادی ماهواره دیگر در سال‌های آینده به مدار بروند و بر هابل و احتمالاً دیگر تلسکوپ‌های موجود در فضا تأثیر بگذارند.

“ما با این مشکل زندگی خواهیم کرد. جاناتان مک داول، اخترشناس مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: نجوم نیز تحت تأثیر قرار خواهد گرفت. “علمی وجود خواهد داشت که نمی توان انجام داد. علمی وجود خواهد داشت که انجام آن بسیار گرانتر است. چیزهایی وجود خواهد داشت که از دست می دهیم.»

میراث تلسکوپ فضایی هابل قابل اغراق نیست. به دلیل رصدخانه، ما اکنون می دانیم که برای مثال، جهان 13.8 میلیارد سال سن دارد، که اکثر کهکشان ها حاوی یک سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز خود هستند و ستارگان در فرآیندهای خشونت آمیز تشکیل می شوند. تصاویر هابل – از جمله ابرهای زیبای گاز و غبار در “ستون های خلقت” و منظره نزدیک به 10000 کهکشان در “میدان فوق العاده عمیق هابل” – هرگز الهام بخش نیستند.

اما تعداد ماهواره ها در مدار از زمان پرتاب هابل در سال 1990 به طور قابل توجهی افزایش یافته است و اکنون از طریق میدانی از ماهواره ها به کیهان خیره شده است.

در ماه مه 2019، اسپیس ایکس اولین دسته از ماهواره های Starlink خود را به فضا پرتاب کرد که برای پخش سیگنال های اینترنتی در سراسر جهان طراحی شده بودند. اندکی پس از آن، اعتراضی در میان اخترشناسانی که نگران بودند رگه های Starlink تعدادی از کمپین ها برای رصد کیهان از تلسکوپ های روی زمین را به خطر بیندازد.

در پاسخ، ایلان ماسک، بنیانگذار و مدیر اجرایی اسپیس ایکس، پیشنهادی که ستاره شناسان با حرکت تلسکوپ ها به مدار این موضوع را دور می زنند.

اما هابل که در مدار پایین زمین تقریباً 335 مایلی بالاتر از سطح زمین زندگی می کند، در واقع کمتر از 10 مایلی زیر اکثر ماهواره های Starlink قرار دارد. این بدان معناست که رصدخانه و سایر تلسکوپ‌های فضایی مداری همچنان با تداخل صورت‌های فلکی ماهواره‌ای مواجه هستند. دکتر مک داول گفت: “نه تنها باید تلسکوپ های خود را در فضا قرار دهید، بلکه باید آنها را بالاتر از همه ترافیک های دیگر قرار دهید.”

او گفت: “من فکر می کنم که در دهه های آینده مجبور به انجام این کار خواهیم بود.” اما این برای تلسکوپ‌های فعلی در مدار پایین زمین یا فضاپیماهایی که دولت‌ها در سال‌های آینده در حال ساخت و پرتاب هستند، امکان‌پذیر نیست.

ساندور کروک، ستاره شناس موسسه فیزیک فرازمینی ماکس پلانک در آلمان، و همکارانش، برای تعیین کمیت تأثیر صور فلکی ماهواره بر هابل، آرشیو تصاویر گرفته شده از سال 2002 تا 2021 را تجزیه و تحلیل کردند.

آنها از صدها شهروند دانشمند کمک گرفتند که تصاویر را بررسی کردند تا آنهایی را که دارای رگه های واضح ماهواره ای بودند، برچسب گذاری کنند. سپس این مجموعه داده به عنوان مجموعه آموزشی برای الگوریتم یادگیری ماشینی که بیش از 100000 عکس منفرد هابل را تجزیه و تحلیل می کرد، استفاده شد. نتایج آنها نشان می دهد که شانس دیدن ماهواره در تصویر هابل از سال 2009 تا 2020 تنها 3.7 درصد است. اما شانس دیدن یکی در سال 2021 5.9 درصد است – افزایشی که به گفته آنها با Starlink مطابقت دارد. تا تاریخ تجزیه و تحلیل، 1562 ماهواره استارلینک در مدار بودند. یک شرکت دیگر، OneWeb، 320 ماهواره تولید کرده بود.

Mark McCaughrean، ستاره شناس آژانس فضایی اروپا و یکی از نویسندگان این مطالعه جدید، به تجزیه و تحلیل آنها اطمینان دارد، اما اشاره می کند که در حال حاضر این فقط یک مسئله جزئی است. به طور معمول، هابل چندین عکس می گیرد که روی هم چیده شده اند – تکنیکی که هر ماهواره ای را پاک می کند.

و ناسا موافق است. یکی از سخنگویان در رابطه با آخرین مطالعه گفت: «در حالی که چنین تحلیل‌هایی ممکن است افزایش تدریجی مسیرهای ماهواره‌ای شناسایی‌شده را در طول زمان نشان دهد، بسیاری از این رگه‌ها به آسانی با استفاده از تکنیک‌های کاهش داده‌های استاندارد حذف می‌شوند و اکثر تصاویر آسیب‌دیده هنوز قابل استفاده هستند». رگه های ماهواره ای در حال حاضر خطر قابل توجهی برای کارایی علمی و تجزیه و تحلیل داده هابل ایجاد نمی کند.

این تهدید زمانی بیشتر می شود که هابل بخش بزرگی از آسمان را بررسی کند. سپس ممکن است قبل از تغییر جهت دوربین خود فقط یک یا دو عکس بگیرد. اگر ماهواره یکی از آن تصاویر را بمباران کند، ممکن است تصویر پرتاب شود.

علاوه بر این، ماهواره ها می توانند تهدیدی جدی برای تلسکوپی باشند که هنوز پرتاب نشده است. در پایان سال جاری، چین قصد دارد Xuntian را که به نام تلسکوپ فضایی نقشه برداری چینی نیز شناخته می شود، به مدار پایین زمین بفرستد. Xuntian میدان دید بزرگتری نسبت به هابل خواهد داشت و لغزش ناشناخته ماهواره ها را بسیار سخت تر می کند.

دکتر مک داول گفت: “این ماهواره ها از همان لحظه به شدت تحت تاثیر قرار خواهند گرفت.”

و Xuntian نمی تواند به سادگی به مداری بالاتر پرتاب شود. برنامه چین این است که تلسکوپ با ایستگاه فضایی تیانگونگ مداری مشترک داشته باشد تا در صورت لزوم فضانوردان بتوانند آن را بازسازی کنند.

سخنگوی اسپیس ایکس از اظهار نظر در مورد مطالعه جدید خودداری کرد، اما به تلاش های گذشته این شرکت برای کاهش اثرات Starlink اشاره کرد. این شرکت روش های مختلفی را برای تیره کردن ماهواره های خود امتحان کرده است، از جمله فیلم آینه ای که برای هدایت نور از زمین طراحی شده است. اما مگ شوامب، دانشمند سیاره‌شناسی در دانشگاه کوئینز بلفاست که در این مطالعه شرکت نداشت، نگران است که نور به جای آن به سمت بالا هدایت شود و به طور بالقوه وضعیت تلسکوپ‌های فضایی را بدتر کند.

در حال حاضر ناشناخته های بسیار زیادی وجود دارد، از جمله تعداد نهایی ماهواره ها.

اسپیس ایکس امیدوار است که در نهایت اندازه ناوگان خود را به 42000 ماهواره Starlink افزایش دهد. بسیاری از شرکت‌های دیگر نیز در بازار هستند: آمازون، ارائه‌دهنده ماهواره بریتانیایی OneWeb، یک شرکت چینی به نام گلکسی اسپیس و حتی دولت‌ها. در مجموع 431713 ماهواره قرار است در سال های آینده پرتاب شوند.

دکتر مک کاگرین گفت: «در حال حاضر این کمی دیوانگی در تغذیه است.

این تخمین بر اساس پرونده های کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده و اتحادیه بین المللی مخابرات است. اما حتی اگر فقط 100000 ماهواره به فضا پرتاب شوند، از زمان انجام مطالعه جدید تعداد ماهواره ها در مدار 10 برابر افزایش می یابد – به این معنی که تقریباً 50 درصد از تصاویر هابل یک ماهواره را می بیند. و اگر هر تصویر دیگری یک رگه ماهواره ای داشته باشد، محققان نگران این هستند که چقدر علم قابل استفاده می تواند جمع آوری شود.

“چه زمانی هابل دیگر مفید نخواهد بود؟” دکتر مک کاگرین پرسید. ممکن است 10 یا 20 سال دیگر باشد، اما غیرقابل تصور نیست که نقطه ای وجود داشته باشد که در آن بگویید “بیایید دیگر زحمت ندهیم.”