تشكل كوكبات الأقمار الصناعية الضخمة الآن تهديدًا للتلسكوبات في الفضاء

الأقمار الصناعية التي تتدفق في مدار أرضي منخفض تهدد التلسكوبات الفضائية

بقلم ميغان بارتلز حرره لي بيلينغز

اليوم، تحيط بالكرة الأرضية آلاف الأقمار الصناعية النشطة، كل منها معرض لتلسكوبات علماء الفلك كنجم اصطناعي ينطلق عبر سماء الليل. لقد كان العلماء الذين يعملون مع المراصد الأرضية، مثل مرصد فيرا سي روبين المتطور، يشعرون بالقلق منذ فترة طويلة بشأن هذا التداخل البصري، ولكن مع استمرار انتشار الأقمار الصناعية، بدأت التلسكوبات الفضائية، بما في ذلك تلسكوب هابل الفضائي المحبوب، تعاني أيضًا.

والمشكلة سوف تزداد سوءا. إذا تابعت الشركات خطط الإطلاق المعلنة، فسيكون مدار الأرض موطنًا لنحو 560 ألف قمر صناعي بحلول نهاية ثلاثينيات القرن الحالي. سيكون العديد من هؤلاء أعضاء في مجموعات ضخمة – مجموعات من مئات أو آلاف الأقمار الصناعية التي تعمل جميعها لتحقيق غرض مشترك، مثل توفير الإنترنت العالمي عريض النطاق من المدار. وبحسب التقديرات الجديدة المنشورة في 3 ديسمبر/كانون الأول طبيعة، ويمكن أن يظهر قمر صناعي واحد على الأقل من هذه الأسراب في واحدة من كل ثلاث صور التقطها هابل. المراصد الأخرى التي حللها الباحثون سوف ترى آثارًا لهذه الأقمار الصناعية في كل تعرض فردي تقريبًا.

لا يوجد حد متشدد يجعل تدخل الأقمار الصناعية يجعل العلم مستحيلًا، لكن التلوث الضوئي الناتج عن الكوكبات الضخمة يظهر بالفعل في بيانات علم الفلك ويشتت انتباه الأشخاص الذين يحاولون استكشاف أسرار الكون، كما يقول أليخاندرو بورلاف، عالم الفيزياء الفلكية في مركز أبحاث أميس التابع لناسا في كاليفورنيا والمؤلف المشارك للبحث الجديد. ويقول: “سوف يزداد الأمر سوءاً وأسوأ فأسوأ إذا لم نجد حلاً”.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

وهذا أمر واضح للغاية، لكن بورلاف وزملائه ذهبوا إلى ما هو أعمق من ذلك. وقاموا بجمع تفاصيل حول آلاف الأقمار الصناعية التي تخطط الشركات لإطلاقها، بما في ذلك معلومات حول المركبة الفضائية نفسها ومداراتها.

ثم قام الباحثون بوضع نموذج لكيفية ظهور هذه الأقمار الصناعية لاثنين من التلسكوبات الفضائية العاملة حاليًا – هابل والمقياس الطيفي الضوئي الذي أطلقته وكالة ناسا مؤخرًا لتاريخ الكون وعصر إعادة التأين ومستكشف الجليد (SPHEREx). كما قاموا بدراسة كيفية تأثير الأقمار الصناعية على عمليات رصد اثنين من التلسكوبات الفضائية المخطط لها – مرصد Xuntian الصيني، والذي من المقرر إطلاقه بعد عام تقريبًا من الآن، وتحليل وكالة الفضاء الأوروبية للبقايا المحلولة للمجرات المتراكمة كأداة رئيسية لمهمة مسوحات الهالة (ARRAKIHS)، والتي يمكن إطلاقها في العقد المقبل.

تختلف المراصد الأربعة اختلافًا كبيرًا، مما يؤدي إلى نقاط ضعف مختلفة أمام تداخل الأقمار الصناعية. على سبيل المثال، يجب أن يدور Xuntian على مستوى منخفض جدًا، لأنه مصمم ليتم نشره وترقيته بواسطة رواد فضاء من محطة Tiangong الفضائية الصينية؛ وهذا الارتفاع المنخفض نسبيًا يعني أنه يواجه أكبر عدد من الأقمار الصناعية التي تمر بينه وبين الكون. يتمتع SPHEREx بأدنى دقة من بين الأربعة، لذا فإن كل قمر صناعي فردي يؤثر على المزيد من صوره. ترى SPHEREx أيضًا في ضوء الأشعة تحت الحمراء، والذي يمكن أن تعكسه الأقمار الصناعية حتى عند زيادة المرصد لتقليل رؤيتها البصرية. بشكل عام، وجد التحليل أن البعثات الصينية والأوروبية ستكون الأكثر تأثرًا بالكوكبات الضخمة، مع ظهور العشرات من الخطوط في كل تعرض إذا كان هناك 560 ألف قمر صناعي نشط في المدار.

(إن تلسكوب جيمس ويب الفضائي والمرصد الرئيسي التالي لناسا، تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي، كلاهما في مأمن من مثل هذا التداخل المداري، وكلاهما يعمل على بعد مليون ميل تقريبًا من الأرض، في الاتجاه المعاكس لاتجاه الشمس).

وحتى بالنسبة للتلسكوبات الأقرب إلى الأرض، فإن ناسا أكثر تفاؤلاً بشأن التحديات التي تفرضها الكوكبات الضخمة. بالنسبة إلى هابل، يصف متحدث باسم الوكالة الخطوط الموجودة في الصور الحالية بأنها “خافتة”، ويشير إلى أنه على الرغم من أن عدد مسارات الأقمار الصناعية سيزداد، إلا أن “معظم هذه الخطوط يتم اكتشافها وإزالتها بسهولة باستخدام تقنيات تقليل البيانات القياسية”. بالنسبة لـ SPHEREx، تتطلب عمليات التلسكوب رؤية أهدافه العلمية بشكل متكرر مع مرور الوقت، مما يقلل من احتمالية تداخل الأقمار الصناعية مع أي مراقبة فردية لأي جسم معين، كما يشير المتحدث.

ومع ذلك، منذ الإطلاق الأول لكوكبة Starlink الضخمة التابعة لشركة SpaceX في عام 2019، تحدث علماء الفلك علنًا عن تأثيرات الأقمار الصناعية الساطعة على عمليات رصدهم التي حصلوا عليها بشق الأنفس، وخاصة تلك التي تم إجراؤها من التلسكوبات الأرضية.

تقول سامانثا لولر، عالمة الفلك بجامعة ريجينا في ساسكاتشوان: “كان علماء الفلك في كل مجال من مجالات علم الفلك يعانون من تدهور تدريجي في ظروف الرصد بسبب خطوط الأقمار الصناعية”.

ومن المفارقات أن أحد الاقتراحات الشائعة كان ببساطة التخلي عن المراقبة الأرضية والاعتماد بدلاً من ذلك بشكل كامل على التلسكوبات الفضائية – على الرغم من التكلفة وشبه استحالة تطويرها. يقول لولر: “هناك العديد من الأسباب التي تجعل هذا الاقتراح غير مفيد، لكن هذه (الدراسة) تقيسه كميًا”.

حان الوقت للدفاع عن العلم

إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد عمل كمدافع عن العلوم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون اللحظة الحالية هي اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.

لقد كنت العلمية الأمريكية مشترك منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعد ذلك في تشكيل الطريقة التي أنظر بها إلى العالم. SciAm يثقفني ويسعدني دائمًا، ويلهمني شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع والجميل. وآمل أن يفعل ذلك بالنسبة لك أيضا.

إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان أن تغطيتنا تركز على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين على حد سواء في وقت لا يتم فيه الاعتراف بقيمة العلم نفسه في كثير من الأحيان.

وفي المقابل، تحصل على الأخبار الأساسية، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، لا يمكنك تفويت النشرات الإخبارية ومقاطع الفيديو التي يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقارير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما اشتراكًا.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. آمل أن تدعمونا في تلك المهمة.