Pressemeddelelse

Nyt ESO-studie evaluerer satellitkonstellationers effekt på astronomiske observationer

5. marts 2020

Astronomer har for nylig rejst bekymring om megakonstellationer af satellitters effekt på videnskabelig forskning. For bedre at forstå den mulige effekt på astronomiske observationer bestilte ESO et videnskabeligt studie, der fokuserer på påvirkningen af observationer med ESO-teleskoper i det synlige og infrarøde – andre observatorier vurderes dog også. Studiet undersøger hele 18 repræsentative satellitkonstallationer under udvikling af SpaceX, Amazon, OneWeb og andre - til sammen udgør de over 26.000 satellitter [1] – og resultatet bliver publiceret i Astronomy & Astrophysics.

Studiet kommer frem til, at store teleskoper som ESO’s Very Large Telescope (VLT) og ESO’s kommende Extremely Large Telescope (ELT) bliver "moderat påvirket" af konstellationerne. Effekten er mere udtalt for lange eksponeringer (på cirka 1000 s), hvoraf op til 3 % kan blive ødelagt i skumringstid, tiden mellem daggry og solopgang og mellem solnedgang og tusmørke. Kortere eksponeringer vil blive mindre påvirkede - med færre end 0.5 % påvirkede observationer. Ligeledes vil observationer gennemført på andre tidspunkter af natten blive mindre påvirkede, da satellitterne vil befinde sig i Jordens skygge og derfor ikke være oplyste. Afhængigt af den videnskabelige case vil påvirkningen kunne reduceres ved at lave ændringer i driftstidsplanerne for ESO-teleskoper, selvom sådanne ændringer har en pris [2]. På industrisiden ville et effektivt skridt mod at begrænse påvirkningerne være at mørklægge satellitterne.

Studiet finder også frem til, at den største potentielle påvirkning er på bredfeltsundersøgelser, i særdeleshed dem der foretages med store teleskoper. For eksempel vil op mod 30-50 % af eksponeringer med det amerikanske National Science Foundations Vera C. Rubin-observatorium (ikke en ESO-facilitet) være "hårdt ramt" afhængigt af tid på året, tid på natten og undersøgelsens forenklede antagelser. Afbødningsteknikker, der vil kunne anvendes på ESO-teleskoper, virker ikke for dette observatorium, selvom andre strategier også bliver aktivt udforsket. Yderligere studier er nødvendige for fuldt ud at forstå de videnskabelige konsekvenser af tabet af observationsdata samt analysekompleksiteter. Bredfeltundersøgelsesteleskoper som Rubin-observatoriet kan scanne store dele af himlen hurtigt, og det gør dem afgørende i søgningen efter kortlivede fænomener som supernovaer eller potentielt farlige asteroider. På grund af deres unikke evne til at generere meget store datasæt og til at finde observationsmål for mange andre observatorier har forskningsgrupper og finansieringsbureauer i Europa og andetsteds rangeret bredfeltsundersøgelsesteleskoper som en topprioritet for fremtidig udvikling i astronomi.

Både professionelle og amatørastronomer har ytret bekymringer om, hvordan megakonstellationer af satellitter kan påvirke den uberørte udsigt til nattehimlen. Studiet viser, at omkring 1.600 satellitter fra konstellationerne vil være over horisonten af et observatorium ved medio-breddegrader, hvoraf flere vil være lavt på himlen – inden for 30 grader over horisonten. Over dette – delen af himlen hvor flest astronomiske observationer finder sted – vil der være omkring 250 konstellationssatellitter til enhver tid. Mens de alle er belyst af Solen ved solopgang og solnedgang, kommer flere og flere ind i skyggen af Jorden omkring midt på natten.

ESO-studiet antager en lysstyrke for alle disse satellitter. Med antagelsen kunne op til omkring 100 satellitter være lysstærke nok til at være synlige med det blotte øje i skumringstid, hvoraf 10 af dem ville stå højere end 30 grader over horisonten. Disse tal styrtdykker som natten bliver mørkere, og satellitterne glider ind i skyggen af Jorden. Samlet set vil disse nye satellitkonstellationer fordoble antallet af satellitter, der er synlige på nattehimlen for det blotte øje over 30 grader [3].

Ovenstående tal inkluderer ikke rækken af satellitter, der er synlige umiddelbart efter opsendelse. Mens de er spektakulære og klare, er de kortlivede og kun synlige i kort tid efter solnedgang eller før solopgang, og – på et hvilket som helst tidspunkt – kun fra et meget begrænset område på Jorden.

ESO-studiet bruger forenklinger og antagelser for at opnå skøn om effekterne, som kan være mindre i virkeligheden end beregnet i undersøgelsen. Yderligere og mere avanceret modellering er nødvendig for mere præcist at kvantificere de faktisk påvirkninger. Fokus er på ESO-teleskoper, men resultatet gælder også for lignende ikke-ESO-teleskoper, som opererer i det synlige og infrarøde med lignende instrumentering og videnskabelige cases.

Satellitkonstellationerne vil også have en indvirkning på radio-, millimeter- og submillimeterobservatorier, inklusiv ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) og APEX (Atacama Pathfinder Experiment). Denne indvirkning vil blive undersøgt i fremtidige studier.

ESO træffer sammen med andre observatorier, Internationale Astronomiske Union (IAU), American Astronomical Society (AAS), det britiske Royal Astronomical Society (RAS) og andre foreninger, foranstaltninger til at øge opmærksomheden omkring denne udfordring i globale fora som United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space (COPUOS) og European Committee on Radio Astronomy Frequencies (CRAF). Dette bliver gjort mens praktiske løsninger, der kan sikre de storslåede investeringer, som er i banebrydende jordbaserede astronomifaciliteter, udforskes sammen med rumfirmaer. ESO støtter udviklingen af lovgivningsmæssige rammer, der ultimativt vil sikre den harmoniske sameksistens af meget lovende teknisk fremgang i lav kredsløb med de betingelser, som gør det muligt for mennesker at fortsætte deres observationer og at forstå Universet.

Noter

[1] Mange af de parametre, der karakteriserer satellitkonstellationer, inklusive det fulde antal satellitter, ændrer sig hyppigt. Studiet antager, at i alt 26.000 satellitter er i kredsløb om Jorden, men dette antal kan være højere.

[2] Eksempler på de afhjælpende foranstaltninger inkluderer: beregning af satellitternes position for at undgå at observere, hvor én vil passere, at lukke teleskoplukkeren på det præcise tidspunkt, hvor en satellit krydser synsfeltet, samt at begrænse observationer til områder af himlen som er i Jordens skygge, hvor satellitter ikke er oplyst af Solen. Disse metoder er imidlertid ikke egnet for alle videnskabelige cases.

[3] Det er anslået, at omkring 34.000 objekter, der er større end 10 cm i størrelsen, i øjeblikket er i kredsløb om Jorden. Af disse er omkring 5.500 satellitter, inklusive omkring 2.300 funktionelle. Resten er rumvragrester, inklusive raket øvre stadier og satellit lanceringsadaptere. Omkring 2.000 af disse er over horisonten på ethvert givet sted på ethvert tidspunkt. I løbet af skumringstiden er omkring 5-10 af dem oplyst af Solen og lyse nok til at blive set med det blotte øje.

Mere information

Studiet "On the impact of Satellite Constellations on Astronomical Observations with ESO Telescopes in the Visible and Infrared Domains" af O. Hainaut og A. Williams publiceres i Astronomy & Astrophysics og er tilgængelig her og på arXiv.

Links

 

• Studiet - videnskabelig artikel
• ESO meddelelse "Satellite Constellations and their Impact on Astronomy"
• IAU's pressemeddelelse "Understanding the Impact of Satellite Constellations on Astronomy"
• AAS opslag "AAS Works to Mitigate Impact of Satellite Constellations on Ground-Based Observing"
• Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time (LSST) "Impact on Optical Astronomy of LEO Satellite Constellations"

Kontakter

Olivier R. Hainaut
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6752
Mobil: +49 151 2262 0554
E-mail: ohainaut@eso.org

Andrew Williams
ESO External Relations Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 320 062 78
E-mail: awilliam@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2004 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.