eso2004is — Fréttatilkynning

Ný rannsókn ESO metur áhrif gervihnattaþyrpinga á stjörnuathuganir

5. mars 2020

Stjörnufræðingar hafa nýlega vakið athygli á áhyggjum sínum af áhrifum stórra gervihnattaþyrpingar á rannsóknir sínar. Til að skiljja betur hvaða áhrif þessar þyrpingar gætu haft á stjörnuathuganir gerði ESO rannsókn á áhrifunum með áherslu á mælingar sjónauka ESO á sýnilega og innrauða sviðinu, en líka á aðra sjónauka. Könnunin nær yfir 18 gervihnattaþyrpingar sem eru í þróun og smíðum hjá SpaceX, Amazon, OneWeb og fleiri á samanlagt meira en 26 þúsund gervihnöttum [1]. Greint er frá niðurstöðunum í tímaritinu Astronomy & Astrophysics.

Rannsóknin sýnir að stórir sjónaukar eins og Very Large Telescope (VLT) og Extremely Large Telescope (ELT) ESO verða fyrir „miðlungsáhrifum“ af þeim þyrpingum sem nú eru í þróun. Áhrifin eru meiri þegar um er að ræða myndir sem teknar eru á löngum tíma (um það bil 1000 sekúndur) en þá gætu allt að 3% eyðilagst við rökkur, tímanum milli dögunar og sólarupprásar og sólseturs og myrkurs. Styttri myndatökur verða fyrir minni áhrifum, innan við 0,5% af mælingum yrðu fyrir áhrifum. Mælingar gerðar á öðrum tímum næturinnar yrðu ekki fyrir eins miklum áhrifum, þar sem gervitunglin yrðu í skugga Jarðar og því ekki upplýst. Áhrifin eru mismikil, háð þeim rannsóknum sem verið er að gera hverju sinni en hægt væri að draga úr þeim með því að breyta áætlunum hjá sjónaukum ESO, þótt slíkar breytingar yrðu kostnaðarsamar [2]. Hægt væri að draga úr áhrifum gervitunglanna með því að gera þau dekkri.

Rannsóknin sýnir líka að áhrifin eru mest á kortlagningarverkefni, sér í lagi þau sem gerð eru með stórum sjónaukum. Sem dæmi yrðu allt að 30-50% af myndum sem teknar verða með Vera C. Rubin stjörnustöðinni (ekki hluti af ESO) fyrir „miklum áhrifum“, eftir því hvaða árstíma og hvaða tíma sólarhringsins er um að ræða og nálgunum sem teknar voru í rannsókninni. Þær aðferðir sem nota má til að draga úr skaðlegum áhrifum á sjónauka ESO myndu ekki virka fyrir þessa stjörnustöð þótt verið sé að skoða aðrar leiðir. Frekari rannsóknir þarf til að skilja til fulls áhrifin sem þetta hefur á mælingarnar og gagnaúrvinnsluna. Kortlagningarsjónaukar eins og Rubin stjörnustöðin geta skannað stóran hluta himins hratt sem gerir þá mikilvæga til að greina skammvinn fyrirbæri eins og sprengistjörnur og váleg smástirni. Þessir sjónaukar hafa einstaka getu til þess að framleiða stór gagnasöfn og finna viðfangsefni fyrir margar aðrar stjörnustöðvar. Þess vegna hefur stjarnvísindasamfélagið og stofnanir í Evrópu og víðar skilgreint kortlagningarsjónauka sem forsendu fyrir framtíðarhorfur í stjörnufræði.

Ljósmyndarar og stjörnuáhugafólk hafa líka lýst áhyggjum yfir þeim áhrifum sem þessar gervihnattaþyrpingar gætu haft á ósnortinn næturhiminn. Rannsóknin sýnir að um 1600 gervitungl úr þyrpingunum verða yfir sjóndeildarhring á miðlægum breiddargráðum en lágt á lofti - innan við 30 gráður yfir sjóndeildarhring. Hærra á himni - þeim hluta himins þar sem flestar stjarnmælingar eru gerðar - verða um 250 gervitungl á lofti hverju sinni. Þótt öll séu þau upplýst af sólinni við sólsetur og sólarupprás færast fleiri inn í skugga jarðar í kringum miðnætti. Athugun ESO gerir ráð fyrir tiltekinni birtu frá öllum gervitunglunum. Samkvæmt þessari nálgun verða allt að 100 gervitungl nógu björt til að sjást með berum augum við rökkur og um 10 verða í meira en 30 gráðu hæð. Allar þessar tölur fara lækkandi þegar nóttin verður dimmari og gervitunglin fara inn í skugga jarðar. Á heildina litið munu þessi nýju gervitungl um það bil tvöfalda fjölda þeirra sýnilegu gervitungla sem eru í meira en 30 gráðu hæð [3].

Tölurnar innihalda ekki gervitunglaraðir sem verða sýnilegar strax eftir geimskot. Þótt þau séu björt og tilkomumikil eru þau skammvinn og sýnileg aðeins í stutta stund eftir sólsetur eða fyrir sólarupprás og – á hverjum tilteknum tíma – aðeins sýnilega frá takmörkuðu svæði á Jörðinni.

Rannsókn ESO byggir á einföldunum og nálgunum til að fá varfærna ályktun um áhrifin, sem gætu verið minni í raunveruleikanum en reiknað er í rannsókninni. Þörf er á frekari líkanagerð til að skera nánar úr um raunveruleg áhrif. Þótt fókusinn sé á sjónaukum ESO eiga niðurstöðurnar við um aðra svipaða sjónauka sem einnig nema sýnilegt og innrautt ljós, með svipuðum mælitækjum og tilgangi.

Gervihnattaþyrpingar hafa líka áhrif á sjónauka sem nema útvarpsbylgjur, millímetra- og hálfs-millímetrageislun eins og Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og Atacama Pathfinder Experiment (APEX). Áhrifin á slíka sjónauka verða könnuð í öðrum rannsóknum.

ESO vinnur með öðrum stjörnustöðum, Alþjóðasambandi stjarnfræðinga (IAU), bandaríska stjarnvísindafélaginu (AAS), Konunglega breska stjarnvísindafélaginu (RAS) og öðrum félögum til að auka vitund um þetta vandamál við alþjóðlegar stofnanir eins og United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space (COPUOS) og European Committee on Radio Astronomy Frequencies (CRAF). Þetta er gert á sama tíma og unnið er með geimferðafyrirtækjum að lausnum sem vernda þær miklu fjárfestingar sem gerðar hafa verið í fremstu stjörnustöðvum heims. ESO styður þróun reglugerða sem mun að lokum tryggja að tækniverkefni á lágri jarðbraut raski ekki aðstæðunum sem gera mannkyninu kleift að halda áfram að skilja alheiminn.

Skýringar

[1] Margt af því sem skilgreinir gervihnattaþyrpingar, þar á meðal heildarfjöldi gervitungla, breytist reglulega. Rannsóknin gerir ráð fyrir því að heildarfjöldi gervitungla á braut um Jörðu verði um 26.000 talsins en fjöldinn gæti orðið meiri.

[2] Dæmi um skaðaminnkandi aðgerðir eru: Að reikna út staðsetningu gervitunglanna til að forða því að mælingar séu gerðar á sama tíma og þau ferðast yfir; að loka ljósopi sjónaukans á sama tíma og gervitungl fer yfir sviðið og einskorða athuganir til þeirra svæða á himninum sem eru í skugga jarðar, þar sem gervitunglin eru óupplýst. Þessar aðferðir henta þó ekki í öllum tilvikum.

[3] Áætlað er að á braut um Jörðina sé um 34.000 fyrirbæri stærri en 10 cm. Af þeim eru um 5500 gervitungl, þar af um 2300 starfrækt. Restin er geimrusl, þar á meðal efri þrep eldflauga og festingar á gervitungl. Um 2000 þessara fyrirbæra eru yfir sjóndeildarhring hverju sinni á hverjum tilteknum stað. Við sólsetur eða sólarupprás eru um 5-10 upplýst af sólinni og nógu björt til að sjást með berum augum.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin „On the impact of Satellite Constellations on Astronomical Observations with ESO Telescopes in the Visible and Infrared Domains”, eftir O. Hainaut og A. Williams birtist í Astronomy and Astrophysics (https://doi.org/10.1051/0004-6361/202037501) og má nálgast hér og á ArXiv.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Olivier R. Hainaut
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6752
Farsími: +49 151 2262 0554
Tölvupóstur: ohainaut@eso.org

Andrew Williams
ESO External Relations Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 320 062 78
Tölvupóstur: awilliam@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2004.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2004is
Tegund:Solar System : Sky Phenomenon : Night Sky : Trail : Satellite

Myndir

Areas of the sky most affected by satellite constellations
Areas of the sky most affected by satellite constellations
texti aðeins á ensku
Schematic showing the satellites that would be visible at a given time and place
Schematic showing the satellites that would be visible at a given time and place
texti aðeins á ensku
The sky above the ELT site
The sky above the ELT site
texti aðeins á ensku