Ο ουρανός γεμίζει δορυφόρους – Γιατί ανησυχούν οι αστρονόμοι

Τον κώδωνα του κινδύνου κρούουν οι αστρονόμοι για τη μαζική ανάπτυξη μεγααστερισμών δορυφόρων, προειδοποιώντας ότι μέσα στις επόμενες δεκαετίες ο έναστρος ουρανός μπορεί να αλλάξει δραματικά και η παρατήρηση του Διαστήματος από τη Γη να γίνει πολύ δυσκολότερη.

Όπως γράφει η γαλλική Les Echos, εφόσον υλοποιηθούν όλα τα προγράμματα που έχουν σχεδιαστεί ή για τα οποία έχουν υποβληθεί αιτήσεις, περισσότεροι από 1,7 εκατ. δορυφόροι θα μπορούσαν να βρεθούν σε τροχιά γύρω από τη Γη, δημιουργώντας νέα δεδομένα τόσο για την επαγγελματική αστρονομία όσο και για την εικόνα του νυχτερινού ουρανού.

Σήμερα βρίσκονται σε τροχιά περίπου 14.000 ενεργοί δορυφόροι, οι περισσότεροι από τους οποίους ανήκουν στη SpaceX, ενώ ο αριθμός ανεβαίνει περίπου στις 32.000 εάν συμπεριληφθούν ανενεργοί δορυφόροι και άλλα αντικείμενα. Ωστόσο, τα σχέδια που βρίσκονται στο τραπέζι είναι πολλαπλάσια: οι κινεζικοί αστερισμοί CTC-1 και CTC-2 θα μπορούσαν συνολικά να φθάσουν τους 200.000 δορυφόρους, ενώ μόνο η Starlink έχει σχέδια που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε στόλο έως και 1 εκατ. δορυφόρων, σύμφωνα με τη Les Echos.

Δορυφόροι: Ο κίνδυνος της φωτορύπανσης

Η ανησυχία δεν περιορίζεται στον κίνδυνο συγκρούσεων ή στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις από τις εκτοξεύσεις και την καταστροφή δορυφόρων στην ατμόσφαιρα. Για την αστρονομία, το πιο άμεσο πρόβλημα είναι η φωτορύπανση.

Οι δορυφόροι αντανακλούν το ηλιακό φως και αυξάνουν τη φυσική φωτεινότητα του νυχτερινού ουρανού. Όσο περισσότεροι βρίσκονται σε τροχιά και όσο μεγαλύτερη είναι η ανακλαστικότητά τους, τόσο δυσκολότερη γίνεται η καταγραφή αμυδρών ουράνιων σωμάτων από τα επίγεια τηλεσκόπια.

Ακραίο παράδειγμα αποτελεί το σχέδιο της αμερικανικής Reflect Orbital, η οποία θέλει να αναπτύξει δορυφόρους με κάτοπτρα περίπου 400 τετραγωνικών μέτρων, ώστε να αντανακλούν ηλιακό φως προς συγκεκριμένα σημεία της Γης. Η εταιρεία σχεδιάζει 3.000 τέτοιους δορυφόρους έως το 2030 και 50.000 έως το 2050.

Σύμφωνα με υπολογισμούς του αστρονόμου του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) Olivier Hainaut, τους οποίους επικαλείται η Les Echos, 5.000 τέτοιοι δορυφόροι θα μπορούσαν να αυξήσουν τη φυσική φωτεινότητα του νυχτερινού ουρανού κατά 20% έως 30%. Με 50.000 δορυφόρους, η αύξηση θα μπορούσε να φθάσει το 200% έως 300%.

Στο δυσμενέστερο αυτό σενάριο, η σημερινή φωτεινότητα του νυχτερινού ουρανού θα μπορούσε ουσιαστικά να τετραπλασιαστεί. Ακόμη και περιοχές μακριά από μεγάλες πόλεις θα μπορούσαν τότε να αποκτήσουν επίπεδα φωτεινότητας αντίστοιχα με εκείνα που συναντώνται σήμερα στα περίχωρα μιας μεσαίου μεγέθους πόλης.

Για τα μεγάλα επίγεια τηλεσκόπια, η συνέπεια θα ήταν άμεση: προκειμένου να αντισταθμίσουν έναν τετραπλασιασμό της φωτεινότητας, θα χρειάζονταν έως και τετραπλάσιο χρόνο έκθεσης για ορισμένες παρατηρήσεις.

Εξίσου σοβαρό είναι το πρόβλημα των φωτεινών γραμμών που αφήνουν οι διερχόμενοι δορυφόροι στις αστρονομικές εικόνες. Ο Hainaut εκτιμά ότι με 1,7 εκατ. δορυφόρους σε τροχιά, μια εικόνα που θα λαμβάνεται από το Very Large Telescope (VLT) στη Χιλή περίπου δύο ώρες μετά τη δύση του Ήλιου θα μπορούσε να εμφανίζει κατά μέσο όρο περίπου 12 ίχνη δορυφόρων.

Ακόμη και με την παραδοχή ότι οι δορυφόροι θα είναι αρκετά αμυδροί ώστε να μην είναι ορατοί με γυμνό μάτι, η απώλεια οπτικού πεδίου για ένα όργανο όπως το VLT θα μπορούσε να φθάσει το 28%. Εάν οι δορυφόροι αποδειχθούν φωτεινότεροι, η κατάσταση θα μπορούσε να είναι ακόμη δυσκολότερη για ευαίσθητα όργανα, όπως η κάμερα του αστεροσκοπείου Vera C. Rubin στη Χιλή.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Hainaut, για να περιοριστούν οι απώλειες από τη φωτορύπανση σε περίπου 3% θα έπρεπε, υπό την προϋπόθεση ότι οι δορυφόροι είναι αρκετά αμυδροί, ο συνολικός παγκόσμιος στόλος όλων των αστερισμών να μην ξεπερνά περίπου τις 100.000 μονάδες. Τα σημερινά σχέδια, ωστόσο, απέχουν σημαντικά από αυτό το όριο.

Ανάγκη να ληφθούν μέτρα

Η κατάσταση δεν θεωρείται μη αναστρέψιμη εφόσον ληφθούν μέτρα. Σύμφωνα με τη Les Echos, η SpaceX έχει ήδη προχωρήσει σε παρεμβάσεις για να μειώσει τη φωτεινότητα των δορυφόρων Starlink, μεταξύ άλλων αλλάζοντας τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών σε συγκεκριμένες στιγμές και χρησιμοποιώντας ειδικές ανακλαστικές επιφάνειες που κατευθύνουν το φως μακριά από τη Γη.

Οι επαγγελματίες αστρονόμοι έχουν επίσης οργανωθεί μέσω του Center for Protection of the Sky (CPS), στο οποίο συμμετέχουν σε συζητήσεις και εταιρείες όπως η SpaceX και η Reflect Orbital.

Το κρίσιμο ζήτημα, ωστόσο, είναι η ταχύτητα με την οποία αυξάνεται ο αριθμός των αντικειμένων γύρω από τη Γη. Η μετάβαση από μερικές χιλιάδες δορυφόρους σε εκατοντάδες χιλιάδες ή ακόμη και πάνω από ένα εκατομμύριο θα μπορούσε να αλλάξει όχι μόνο τον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται η επαγγελματική αστρονομία, αλλά και την ίδια την εικόνα του νυχτερινού ουρανού.

Μια ανάπτυξη πλέον εκθετική

Κατά προσέγγιση αριθμός αντικειμένων σε τροχιά
(ενεργοί και ανενεργοί δορυφόροι και διαστημικά συντρίμμια)

Προβολές βάσει αιτήσεων αδειοδότησης

Σύμφωνα με τη Les Echos, η αύξηση ήταν σχετικά γραμμική από το 1957 έως περίπου το 2019. Η μεγάλη επιτάχυνση άρχισε από το 2019-2020, με την ανάπτυξη των μεγααστερισμών και κυρίως της Starlink.