Nová studie ESO hodnotí vliv satelitních konstelací na astronomická pozorování

ESO 004/20 tisková zpráva

Astronomové nedávno projevili obavy o vliv satelitních megakonstelací na vědecký výzkum. Kvůli lepšímu pochopení důsledků těchto konstelací pro astronomická pozorování zadala Evropská jižní observatoř (ESO) vědeckou studii, s primárním zaměřením na dalekohledy ESO pozorující ve viditelné a infračervené oblasti, ale která si všímá i dalších observatoří. Studie, která vzala do úvahy celkem 18 vyvíjených satelitních konstelací, mezi nimi SpaceX, Amazon, OneWeb a další, dohromady tvořící asi 26 000 satelitů [1], byla přijata k publikaci v časopise Astronomy & Astrophysics.

Studie zjistila, že velké dalekohledy, jako je VLT (Very Large Telescope, ESO) či budoucí ELT (Extremely Large Telescope, ESO) budou "mírně ovlivněny" vyvíjenými satelitními konstelacemi. Vliv je výraznější pro dlouhé expozice (asi 1000 s), ze kterých může být zničeno až 3 % během soumraku, tedy dobou mezi západem Slunce a začátkem astronomické noci či mezi koncem noci a východem. Krátké expozice by měly být ovlivněny méně, zničeno by mělo být méně než 0,5 % pozorování. Pozorování v jinou dobu budou také ovlivněna méně, protože satelity budou ve stínu Země a tudíž neosvětlené. V závislosti na vědeckých požadavcích se tento vliv může ještě zmenšit vhodným plánováním pozorování na dalekohledech ESO, ačkoli toto plánování není úplně jednoduché [2]. Na straně průmyslu je efektivním krokem ke zmenšení následků ztmavení satelitů.

Studie také zjistila, že největší vliv bude na širokoúhlé přehlídky, hlavně ty prováděné velkými dalekohledy. Například 30 až 50 procent snímků pořízených Observatoří Very Rubin (US National Science Foundation, tedy nikoli ESO) bude "výrazně ovlivněno", v závislosti na ročním období, době a zjednodušených parametrech použitého modelu. Techniky, které by měly zmenšit vliv konstelací pro dalekohledy ESO, tu nejsou použitelné, i když se jiné metody aktivně zkoumají. Další studie budou nutné pro plné pochopení vědeckých důsledků ztrát pozorovacích dat a také složitostí v jejich zpracování. Širokoúhlé přehlídkové dalekohledy, jako je Observatoř Very Rubin, mohou rychle skenovat velkou část oblohy, což z nich dělá zásadní přístroje pro detekci měnících se jevů, jako jsou supernovy či potenciálně nebezpečné asteroidy. Vzhledem k jejich unikátní schopnosti vytvářet obrovské soubory dat a nacházet pozorovací cíle pro mnohé další dalekohledy je astronomické komunity a poskytovatelé financí pro vědecké projekty v Evropě a jinde považují za velmi důležité pro další rozvoj astronomie.

Jak profesionální, tak amatérští astronomové také uvažovali, jak satelitní megakonstelace ovlivní vzhled noční oblohy. Studie ukazuje, že pro observatoř ve střední zeměpisné šířce bude nad horizontem okolo 1600 satelitů z konstelací, z nichž většina bude blízko horizontu, tedy do 30 stupňů nad horizontem. Výše - tam, kde se obvykle provádějí astronomická pozorování - bude v každém okamžiku asi 250 satelitů. Během západu a východu Slunce jsou osvětleny, ale s pokračující nocí se postupně dostávají do stínu Země. Studie ESO předpokládá jasnost těchto satelitů, z toho vychází, že nějakých 100 satelitů by mohlo být jasných natolik, aby byly vidět prostým okem během soumraku. Z těchto asi 30 bude více než 30 stupňů nad horizontem. Tato čísla prudce klesají s postupující nocí a s tím, jak se satelity dostávají do stínu Země. Nové satelitní konstelace tak asi zdvojnásobí počet satelitů viditelných očima na noční obloze nad 30 stupni nad horizontem [3].

Tato čísla neuvažují "vláčky" satelitů, které jsou viditelné těsně po vypuštění. Ačkoli jsou spektakulární a velmi jasné, mají pouze krátké trvání a jsou viditelné pouze těsně po západu nebo před východem Slunce a - v daném čase - pouze z velmi omezeného území.

Studie ESO používá zjednodušení a předpoklady, aby získala konzervativní odhady důsledků satelitních konstelací, které mohou být v realitě menší než v článku. Komplikovanější modelování je nutné pro přesnější výpočet opravdového vlivu. Studie byla zaměřena na dalekohledy ESO, ale výsledky jsou samozřejmě použitelné pro podobné dalekohledy mimo ESO, které také pozorují v optické a infračervené oblasti spektra, s podobnými přístroji a vědeckými cíly.

Satelitní konstelace budou mít vliv také na radiové, milimetrové a submilimetrové observatoře, včetně radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) a APEX (Atacama Pathfinder Experiment). Těmto vlivům bude věnována další práce.

ESO, dohromady s dalšími observatořemi, Mezinárodní astronomickou unií (IAU), Americkou astronomickou společností (AAS), Královskou astronomickou společností (RAS) a dalšími společnostmi, se snaží vzbudit povědomí o tomto problému na globálních fórech, jako je komise Spojených národů pro mírové využití vesmíru (COPUOS) a Evropská komise pro radioastronomické frekvence (CRAF). Spolu s tím se také snaží najít praktická řešení s kosmickými společnostmi, které zabezpečí dlouhodobé investice do špičkových pozemních astronomických zařízení. ESO podporuje vývoj regulačních opatření, která zajistí harmonickou koexistenci slibného technologického rozvoje na nízké oběžné dráze s podmínkami, umožňujícími lidstvu nadále pozorovat vesmír a snažit se mu porozumět.

Zdroj

Poznámky

[1] Mnoho parametrů charakterizujících satelitní konstelace, včetně celkového počtu družic, se neustále mění. Studie uvažuje 26 000 satelitů obíhajících kolem Země, ale toto číslo může být vyšší.

[2] K metodám zmírňujícím vliv konstelací patří: výpočet pozic satelitů, aby se nepozorovalo v místech, kde zrovna letí; zavření okeničky dalekohledu přesně v okamžiku, kdy satelit letí přes pozorované pole; omezit se při pozorování na oblasti, které jsou ve stínu Země a kde družice nejsou nasvíceny Sluncem. Tyto metody ale nejsou použitelné pro všechny typy měření.

[3] Odhaduje se, že v současnosti obíhá kolem Země asi 34 000 objektů větších než 10 cm. Z nich je asi 5500 družic, včetně 2300 funkčních. Zbývající tělesa jsou vesmírné trosky, včetně horních stupňů raket a vypouštěcích modulů. Nad horizontem je v každém okamžiku asi 2000 těchto objektů. Během soumraku je z nich asi 5-10 osvětleno Sluncem a jsou dostatečně jasné, aby byly vidět pouhým okem.

Další informace

Studie “On the impact of Satellite Constellations on Astronomical Observations with ESO Telescopes in the Visible and Infrared Domains”, autoři O. Hainaut a A. Williams, se objeví v časopise Astronomy and Astrophysics, a je dostupná tady a na arXiv.

Odkazy

• Vědecký článek
• Oznámení ESO "Satellite Constellations and their impact on Astronomy"
• Oznámení IAU "IAU Statement on Satellite Constellations"
• Příspěvek AAS "AAS Works to Mitigate Impact of Satellite Constellations on Ground-Based Observing"
• Vyjádření Observatoře Very Rubin (LSST) "Impact on Optical Astronomy of LEO Satellite Constellations"

Kontakty

Soňa Ehlerová (národní kontakt); Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences; Prague, Czech Republic
Tel.: +420 226258441; Email: ehlerova@asu.cas.cz

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

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

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

autor: Soňa Ehlerová