Kuva maapallon ympärillä täynnä kymmeniä tuhansia tietoliikennesatelliitteja. Tuo skenaario on hitaasti alkamassa, ja siitä ovat huolissaan tähtitieteilijät. Nyt ryhmä tähtitieteilijöitä on kirjoittanut paperin, jossa hahmotellaan heidän yksityiskohtaisia huolenaiheitaan ja kuinka kaikilla näillä satelliiteilla voi olla vakavia kielteisiä vaikutuksia maapallon tähtitiedeeseen.
SpaceX ja muut yritykset heittävät innokkaat kapitalistiset silmänsä maapallon ympärille. SpaceX ja OneWeb ovat toistaiseksi ainoat yritykset, jotka ovat käynnistäneet osan satelliittikokoonpanoistaan. Mutta useilla muilla yrityksillä on suunnitelmia tehdä sama, ja lopulta kaikkien näiden satelliittien lukumäärä on kymmeniä tuhansia.
Tähtitieteellinen yhteisö on herättänyt joitain huolenaiheita näistä satelliittiyhdistelmistä. Kuninkaallinen tähtitieteellinen yhdistys ja Amerikan tähtitieteellinen yhdistys ovat molemmat julkaissut lausuntoja, joissa ilmaistaan huolensa ja halunsa työskennellä satelliittikonstella-alan yritysten kanssa. Nämä lausunnot ovat kohteliaita, kritiikissä varovaisia ja kirjoitettu yhteistyön hengessä.
Mutta tämä uusi paperi tuo esiin kaikki tähtitieteellisen yhteisön huolenaiheet, varmuuskopioidaan tiedoilla ja painottaa heidän kohtaansa entistä vaativammin.
"Maanalaiset tähtitieteelliset havainnot ovat vuosisatojen ajan johtaneet poikkeuksellisen edistymiseen luonnontieteiden tieteellisessä ymmärtämisessä."
Alkaen ”Huoli maanpäällisistä tähtitieteellisistä havainnoista: askel turvata tähtitieteellinen taivas”
Satelliittiyhdistelmä on ryhmä keinotekoisia satelliitteja, jotka toimivat yhdessä tarjotakseen maailmanlaajuisen tai lähes globaalin viestinnän kattavuuden. Heillä on mahdollisuus tehdä nopea internetyhteys saatavana melkein missä tahansa. Tietysti siihen on paljon etuja.
Mutta on myös kritiikkiä, ja kolme italialaista tähtitieteilijää ovat esittäneet kritiikin yksityiskohtaisesti. Kolme ovat Stefano Gallozzi, Marco Scardia ja Michele Maris. Heidän kirjoituksensa on nimeltään "Huoli maanpäällisistä tähtitieteellisistä havainnoista: askel tähtitieteellisen taivaan turvaamiseksi".
Kun lasket yhteen kaikki satelliitit, jotka yritykset haluavat käynnistää osana konstellaatioitaan, saat jonnekin noin 50 000 satelliittia. Kysymys kuuluu, mitä vaikutuksia näillä satelliiteilla on maapallon tähtitiedeeseen? Raportin kirjoittajat väittävät, että kaikki nämä satelliitit vahingoittavat väistämättä tähtitieteellistä tarkkailua.
Huomautus lukijoille: Englanti ei ole kirjoittajan ensimmäinen kieli, joten jotkut lainaukset sisältävät pieniä epäjohdonmukaisuuksia, mutta merkitys on selvä.
"Heidän vaikutus taivaan kirkkauteen ei ole korkeudesta ja pinnan heijastavuudesta riippuen vähäinen ammattimaisissa maapallolla tehtävissä havainnoissa", raportti johdannossa sanotaan. ”Koska valtavan määrän, noin 50 000 uutta, keinotekoista satelliittia, joka on tarkoitus käynnistää keskipitkällä ja matalassa maapallon kiertoradalla, keinotekoisten esineiden keskimääräinen tiheys on> 1 satelliitti neliön taivaan asteen kohdalla; tämä vahingoittaa väistämättä ammatillisia tähtitieteellisiä kuvia. ”
Koska SpaceX on pisimmällä heidän tähdistönsä käyttöönotossa, ja heidän nimensä ilmestyy usein paperissa. SpaceX: n Starlink-järjestelmä on jo käynnistänyt lähes 250 satelliittiaan, ja he suunnittelevat lähettävänsä yhteensä jopa 42 000 satelliittia. Lehden mukaan nämä satelliitit "loistavat 3. - 7. voimakkuudesta taivaalla auringonlaskun jälkeen ja ennen auringonvaloa".
Kirjoittajat sanovat, että kaikki nämä satelliitit jättävät väistämättä jälkiä tähtitieteellisiin kuviin ja saattavat estää lähellä maapalloa olevien esineiden etsintää. On olemassa tietty riski, että emme ehkä havaitse mahdollisia vaikutuksia kaikkien näiden satelliittien takia.
Mutta raportin mukaan kielteinen vaikutus ei ole vain kuviin. "Vakavat huolenaiheet ovat yhteisiä myös muille aallonpituuksille, joihin voidaan tutkia maapallotutkimuksia, etenkin radioastronomialle, joiden ilmaisimet ovat jo kyllästyneet satelliittien viestinnän läsnäoloaallon säteilyteitse sekä avaruusasemilta että maasta."
Jo toukokuussa 2019 Elon Musk yritti hylätä kaikki Starlinkiä koskevat tähtitieteelliset huolet. Hänen kritiikin melko raikkaan hylkäämisen joukossa oli hänen lausunto, jonka mukaan ”meidän on joka tapauksessa siirrettävä kaukoputket <sic> kiertoradalle. Ilmakehän vaimennus on kauheaa. ”
Muskilla on valtava profiili avaruusyhteisössä, joten hänen sanansa ovat voineet vakuuttaa jotkut siitä, että Starlinkin ja tähtitieteen välillä ei ole ongelmia. Mutta Musk on yrittäjä, ei tiedemies.
Kiertoradalla on jo 4900 satelliittia, jotka ihmiset havaitsevat ~ 0% ajasta. Tähtiluetteloa kukaan ei näe, ellei katso tarkkaan ja sillä on ~ 0% vaikutus tähtitieteen etenemiseen. Joka tapauksessa meidän on siirrettävä kaukoputket kiertoradalle. Ilmakehän vaimennus on kauhea. pic.twitter.com/OuWYfNmw0D
- Elon Musk (@elonmusk) 27. toukokuuta 2019
Kaikista saavutuksistaan Musk ei ole tähtitieteen tai tähtitieteellisen havainnoinnin asiantuntija. Onko hänen lausumansa siitä, että Starlinkillä "on ~ 0% vaikutusta tähtitieteen kehitykseen", tarkka ja perusteltu?
Uuden kirjan kolme kirjailijaa eivät näytä ajattelevan niin. Ne kuvaavat satelliittien tähtikuvioiden tähtitiedelle aiheuttamia riskejä, eikä ole kaikkea sitä, ovatko ne näkyvissä optisessa valossa. He huomauttavat, että tällaisista muutoksista pienten satelliittien populaatiossa on vaarallisia vaikutuksia. Hahmotellaan erityinen strategia kiireellistä interventiota varten jokaisen maasta havaittavan tähtitieteellisen vyöhykkeen turvaamiseksi ja suojaamiseksi. "
"Ilman maapohjaisia havaintoja suurin osa nykyisestä avaruustutkinnasta olisi hyödytöntä tai mahdotonta."
Kohdasta ”PERUSTEET MAASTA PERUSTAVISTA ASTORONMISISTA HUOMAUTUKSISTA: VAIHE ASTRONOMISEN TAIVAN SUORITTAMISEKSI”
Kirjailijat alkavat alussa huomauttamalla maapallolla tehtyjen havaintojen tekemistä valtavista edistyksistä ymmärryksessä. "Maanalaiset tähtitieteelliset havainnot ovat vuosisatojen ajan johtaneet poikkeuksellisen edistymiseen luonnontieteiden tieteellisessä ymmärtämisessä." Sitä on vaikea kiistää.
Lehden ensimmäisessä osassa he puhuvat siitä, kuinka avaruuteen perustuva tähtitiede tai avaruusteleskoopit ovat vaikuttaneet tietoon. Mutta he huomauttavat, että maa- ja avaruudessa toimiva tähtitiede tarvitsevat toisiaan ja tuottavat parhaan tieteen yhdessä työskennellessään. "Ilman maapohjaisia havaintoja suurin osa nykyisestä avaruustutkinnasta olisi hyödytöntä tai mahdotonta."
On turvallista sanoa, että kirjoittajat eivät ole samaa mieltä Muskin väitteestä, jonka mukaan ”meidän on joka tapauksessa siirrettävä kaukoputket <sic> kiertoradalle. Ilmakehän vaimennus on kauheaa. ”
Ehkä Musk ei ole koskaan kuullut adaptiivisesta optiikasta. Mukautuvan optiikan ansiosta nykyaikaiset maapallon kaukoputket pystyvät poistamaan ilmakehän vaikutuksen havaintoihin. Tulevat kaukoputket, kuten Euroopan erittäin suuri teleskooppi ja Thirty Meter-teleskooppi, ovat mukautuvan optiikan suunnittelun ytimessä.
Kirjailijat huomauttavat myös, minkä pitäisi olla selvää jokaiselle, joka ajattelee sitä pitkään: Avaruuspohjaiset kaukoputket ovat erittäin kalliita maanpäälliseen tähtitieteeseen verrattuna. Ja riskialtista.
Teleskooppitekniikan kehitystä saavutetaan täällä maan päällä. Niiden käyttöönotto on vaarallinen osa, mutta tekniikat on jo testattu ja kehitetty täällä maan päällä. Kuten tutkimuksen tekijät huomauttavat, uusien teleskooppitekniikoiden testaaminen ja kehittäminen ei ole mahdollista avaruudessa.
"Avaruuspohjaisten kaukoputkien suurin rajoitus on, että niitä ei voida ylläpitää, kunnostaa tai korjata laukaisun jälkeen." Hubble on poikkeus, eikä muita avaruusteleskooppeja ole ylläpidetty. Kun he ovat valmis, he ovat valmis.
”Verrattuna maanpäällisiin observatorioihin, avaruuspohjaisten kaukoputkien keskimääräinen käyttöikä on pari vuosikymmentä tai vähemmän. Sitä vastoin maassa sijaitsevat observatoriat kestävät useita vuosikymmeniä, ja avaruuskauden alussa asennetut kaukoputket toimivat jälleen kannattavasti. " Lyhyesti sanottuna, avaruusteleskoopit vanhenevat, kun taas maanpäälliset kollegansa jatkavat työskentelyä.
Voimme nähdä tämän Euroopan eteläisen observatorion (ESO) erittäin suuren teleskoopin (VLT) avulla. VLT koostuu neljästä pääyksiköstä, ja ensimmäinen näki ensimmäisen valon vuonna 1998. Vuosien mittaan sitä on päivitetty useita kertoja, lisäämällä joka kerta havaintokykyään. Kaksi sen soitinta, SPHERE (ensimmäinen valo kesäkuussa 2014) ja ESPRESSO (ensimmäinen valo, syyskuu 2016), on suunniteltu tutkimaan eksoplaneetteja, mikä ei ollut tärkeätä VLT: n suunnittelussa. Muita instrumentteja, kuten VISIR (VLT Imager ja spektrometri keski-infrapunaan), päivitettiin eksoplaneettojen tutkimiseksi.
Avaruuden kaukoputket ovat myös kalliita verrattuna maanpäällisiin teleskoopeihin. James Webbin avaruusteleskooppi on ollut kehityksessä 20 vuotta, ja se maksaa 10 miljardia dollaria Yhdysvalloissa. Mutta seuraavan sukupolven maanpäälliset kaukoputket, kuten jättiläinen Magellan-kaukoputki ja Euroopan erittäin suuri kaukoputki, maksavat noin miljardin dollarin. Ja todennäköisesti ne ylittävät JWST: n vuosikymmeniin.
Tutkittavan tylsä osa käsittelee tosiasiallisia ongelmia, jotka maanpäällinen tähtitiede kohtaa satelliittijärjestelmistä. Joillakin sähkömagneettisilla aallonpituuksilla avaruusteleskoopit ovat paljon tehokkaampia kuin maanpäälliset teleskoopit. Esimerkiksi kaukaisessa infrapunassa ilmapiiri estää suuren osan siitä. Mutta se ei kerro koko tarinaa.
Kirjoittajat puhuvat taivaan huonontumisesta. Tämä huonontuminen ei johdu pelkästään maan pinnalla olevasta valon pilaantumisesta, vaan "johtuu myös keinotekoisista satelliittilaivastosta, jotka ylittävät ja tekevät havainnoista kirkkaita rinnakkaisia raitoja / reittejä kaikilla leveysasteilla".
Pelkästään Starlink haluaisi sijoittaa kiertoradalle jopa 40 000 satelliittia. Se on vain yksi yritys monista, ja se aikoo käynnistää satelliittikirjoja. Kukaan ei tiedä kuinka monta niitä lopulta on, mutta on oikeudenmukaista käyttää keskusteluun 50 000 satelliittihahmoa.
"Tähtitieteilijät ovat erittäin huolestuneita mahdollisuudesta, että kymmeniä tuhansia satelliitteja peittää maapallosta nähty taivas, mikä ylittää huomattavasti noin 9000 tähteä, jotka ovat näkyviä ihmisen avulle," kirjoittajat sanovat. "Tämä ei ole jokin kaukainen uhka: se tapahtuu jo."
Kolme tähtitieteilijää erittelevät kaikki numerot Maan kasvavalle satelliittikannalle. Katselukulmien, korkeuden ja kirkkauden huomioon ottaminen johtaa siihen johtopäätökseen: ”Näin ollen 50 k: n satelliitilla” normaalisuus ”on taivas, joka on täynnä keinotekoisia esineitä: taivaan jokaisen neliöasteen satelliitti indeksoi sitä pitkin koko tarkkailemalla yötä, joka on saavutettavissa ja näkyvissä tähtitieteellisillä kameroilla, ei pelkästään ammattimaisilla välineillä.
Kirjailijoiden mukaan kaikki tämä valosaaste on vakava haitta tähtitieteelliselle havainnoinnille. He myöntävät, että SpaceX kokeilee yhtä ”tummaa” satelliittia, joka on maalattu mustalle heijastavuuden vähentämiseksi. Mutta he huomauttavat, että 75% satelliitin pinnasta on aurinkopaneeleja, joita ei selvästikään voida maalata. He huomauttavat myös satelliitin mustan maalaamisen ongelmista: ”Jos satelliitin runko estyy heijastamasta auringonvaloa, se absorboi säteilyn lämpenemistä liian paljon mahdollisten vikojen kanssa, mikä lisää todennäköisesti koko laivaston riskienhallintaa ja tekee tummapinnoiteratkaisu tehoton tai jopa haitallista. ”
Sitten on koko radiokaistan häiriöiden ongelma. "Jopa parhailla pinnoitus- ja lieventämismenetelmillä, jotka vähentävät vaikutusta visuaalisiin tähtitieteellisiin havaintoihin, usein jätetään tai unohdetaan se, että tietoliikennekonstellaatiot loistavat radioaallonpituuskaistoilla, havaittavissa maasta."
Avaruuskauden alusta on tehty vuosikymmeniä vanhoja sopimuksia, jotka varaavat tietyt radiotaajuudet tiettyihin käyttötarkoituksiin. Tiettyjen avaruudessa olevien atomien ja molekyylien taajuudet on varattu radioastronomialle. Näitä ovat hiilimonoksidi ja sen isotoopit ja H2O.
Radioastronomien on jo jouduttava joutumaan kaikenlaisiin häiriöihin. Kirjailijoiden mukaan tämä pahenee huomattavasti. ”Mitä ei yleisesti tunnusteta, on se, että viimeisimmän sukupolven televerkkojen (sekä avaruudesta että maapallosta) kehittämisellä on jo merkittävä vaikutus radioastronomisiin havaintoihin (kaikilla alikaistoilla): LEO-satelliittikanavien kanssa on melko varmaa että tilanne voisi tulla sietämättömäksi. ”
"Tulevien sukupolvien henkilöillä on oikeus saastumattomaan ja vahingoittumattomaan maahan, mukaan lukien puhdas taivas;"
UNESCOn ihmisoikeuksien yleismaailmallinen julistus tuleville sukupolville.
Sitten on kysymys laillisuudesta ja mitkä elimet voivat antaa luvan satelliittijärjestelmien käyttöön ottamiseen.
Kirjoittajat kiinnittävät huomioamme UNESCOn (Yhdistyneiden Kansakuntien koulutus-, tiede- ja kulttuurijärjestö) vuonna 1994 antamaan lausuntoon. Lausunnossa sanotaan: ”Tulevien sukupolvien henkilöillä on oikeus saastumattomaan ja vahingoittumattomaan maahan, mukaan lukien puhdas taivas; heillä on oikeus nauttia siitä kulttuurin inhimillisen historian ja sosiaalisten siteiden perustana, joka tekee kustakin sukupolvesta ja yksilöstä yhden ihmisperheen jäsenen. "
Samassa UNESCOn lausunnossa sanotaan myös: "Tässä tapauksessa maailmanperintö on kaiken ihmiskunnan omaisuutta, ja vaikka siellä voi olla suojalakeja, tämän täytäntöönpano on toinen asia, koska vain valtiot voivat nostaa kanteen muihin valtioihin tämän tyyppisen kansainvälisen sopimuksen nojalla. Valtio on vastuussa toiminnoista, jotka tapahtuvat sen lainkäyttövallassa - riippumatta siitä, ovatko ne luvallisia vai luvattomia. "
Kolme tähtitieteilijää huomauttavat, että koska FCC ja muut Yhdysvaltojen elimet ovat antaneet hyväksynnän Starlinkille, ne saattavat myös pystyä pysäyttämään Starlinkin. Heitä voidaan jopa velvoittaa kansainvälisen oikeuden nojalla.
He mainitsevat myös ulkoavaruussopimuksen ja sanovat: “Ja oikeusprosessi on, että osavaltion hallitus, tällä kertaa Yhdysvaltojen hallitus, on oikeudellisesti vastuussa kaikista avaruuteen lähetetyistä esineistä, jotka lähtevät Yhdysvaltojen rajoilta. Tämä tarkoittaa sitä, että Yhdysvaltain hallitus on vastuussa vahingoista, jotka sen yritys, Starlink, on aiheuttanut lähettämällä kiertoradalle esineitä, jotka aiheuttavat vahinkoa. "
Asiakirja päättyy loppuun viitaten mahdollisiin oikeustoimiin, joita kansainvälinen yhteisö voisi toteuttaa satelliittikokonaisuuksien pysäyttämiseksi.
He voivat nostaa FCC: n kanteen, koska hyväksyessään he eivät ottanut huomioon valon pilaantumista, mikä rikkoo kansallista ympäristöpoliittista lakia. Laki edellyttää, että liittovaltion virastot harkitsevat hyväksymiensä hankkeiden ympäristövaikutuksia. Kirjoittajat väittävät, että FCC ei ottanut riittävästi huomioon Starlinkin aiheuttamaa valon pilaantumista.
Kansainvälinen tähtitieteellinen yhteisö voisi "nostaa kanteen tuomioistuimessa Yhdysvaltojen FCC: n lainkäyttövallan ja oikeudenkäytännön puuttumisesta valtuuttaakseen yksityiset, ei geostacionääriset satelliitit muiden valtioiden ja kansakuntien yli". Tämä asettaa kyseenalaiseksi FCC: n oikeuden jopa sallia satelliittikirjoja, jotka matkustavat muiden valtioiden yli.
Sitten on kansainvälinen tuomioistuin (ICJ). Kolme kirjailijaa sanovat, että kansainvälinen yhteisö voisi haastaa Yhdysvaltain hallituksen ICJ: ssä "... lykkäämään edelleen Starlink-käynnistyksiä arvioidakseen julkisen talouden menetyksiä kansallisten ja kansainvälisten tähtitieteellisten hankkeiden vahingoittamisessa."
Kansainvälinen tähtitieteellinen yhteisö aloitti vetoomuksen tammikuussa 2020. Yhteisö haluaa pidättää Starlinkin ja muut, haluaa oikeudellisen suojan astronomista tarkkailua varten ja haluaa rajoittaa satelliittiyhdistelmien määrän minimiin.
"Kaikki nämä pyynnöt johtuvat tutkijoiden sydämellisestä huolestumisesta, joka johtuu uhista estää pääsy kosmosen tietoihin ja ihmiskunnalle mittaamattoman arvottoman aineettoman omaisuuden menetys", kirjoittajat sanovat.
Avaruudesta on tulossa enemmän laillista moraalia ajan myötä. Ei ole selvää, millaiset aktiviteetit sallitaan. Vuosikymmeniä sitten, lähellä avaruuskauden alkua, otettiin käyttöön lait ja sopimukset asioiden pitämiseksi hallinnassa.
Kukaan ei kuitenkaan ennakoinut mitään kuten satelliittiyhdistelmiä, ja avaruutta ohjaavaan oikeudelliseen kehykseen kohdistuu todennäköisesti paljon paineita.
Lisää:
- Tutkimusasiakirja: Huoli maanpäällisistä tähtitieteellisistä havainnoista: Askel tähtitieteellisen taivaan turvaamiseksi
- Wikipedia: Starlink
- American Astronomical Society: sijaintipaikka satelliittien tähdistöissä
