Астрономи провели аналіз впливу запуску великої кількості низькоорбітальних апаратів на проведення астрономічних спостережень у видимому та інфрачервоному діапазоні. Згідно з висновками роботи, пара десятків тисяч супутників зіпсують менше одного відсотка експозицій на приладах з невеликими полями зору, але великі огляди постраждають набагато більше: у них до половини кадрів вийдуть дефектними. Ситуація вимагає тісної співпраці вчених, компаній-операторів супутників і державних космічних агентств, пишуть автори в журналі.
До недавнього часу штучні супутники Землі представляли істотну перешкоду для астрономів тільки в радіодієстоні. Однак в останні роки відразу кілька компаній анонсували плани по запуску тисяч нових низькоорбітальних апаратів для забезпечення доступу в інтернет на більшій території планети, а деякі з них вже почали втілювати задумку в реальність.
У зв'язку з цим вже занепокоїлися астрономи, що займаються спостереженнями і в інших частинах електромагнітного спектру. Ситуацію прокоментував Міжнародний астрономічний союз (МАС) - головний керівний орган професійного співтовариства астрономів закликав до розробки загальних правил щодо обмеження яскравості рукотворних об'єктів на орбіті і тісної кооперації між усім зацікавленими сторонами.
Олівер Ено (Olivier Hainaut) і Ендрю Вільямс (Andrew Williams) з Європейської південної обсерваторії за запитом МАС провели моделювання загрози з боку супутників для спостереження у видимому та інфрачервоному діапазоні. Вони прийшли до висновку, що запуск нових апаратів в першу чергу буде заважати широкопідлоговим оглядовим телескопам, а найсильніше проблема проявиться у вечірні і передранкові години для об'єктів низько над горизонтом.
Автори зазначають, що їхня робота зроблена з великою кількістю спрощень, а фінальна оцінка консервативна, тобто в реальності ситуація може виявитися дещо кращою. Всього враховувалося 18 запропонованих угруповань із сумарною кількістю в 26 тисяч супутників, які в рамках моделі перебували групами в орбітальних площинах з нахилом від 42 до 80 градусів, рівномірно розподілених щодо осі обертання планети.
Яскравість тіл оцінювалася виключно на основі висоти орбіти і кутової висоти над горизонтом. Дослідники самі називають таку модель виключно грубою, але відзначають, що вона була прокалібрована за реальними спостереженнями супутників Starlink компанії SpaceX. Кількість спалахів, викликаних прямим відбиттям світла Сонця, оцінювалася на основі даних по супутниках «Ірідіум» першого покоління.
Автори вибрали ймовірнісний підхід на основі геометричних міркувань про видимі з поверхні положення супутників. Вплив окремо підраховувався для спостережень з різними значеннями часу експозиції, величини поля зору і спектральної області. Також оцінювалася ймовірність покриття досліджуваного об'єкта непідсвіченим супутником. У видимому діапазоні враховувалося тільки відображення світла Сонця від супутників, а в інфрачервоному вони представлялися як нагріті до 300 кельвін сфери діаметром в один метр.
Астрономи приходять до висновку, що в середньому близько 1600 супутників буде знаходитися над горизонтом обсерваторій в середніх широтах, а приблизно 250 з них будуть вище 30 градусів, тобто в типовій області проведення спостережень. У вечірні та передранкові години 1100 апаратів будуть підсвічені, з яких 150 можуть перешкодити астрономам.
Супутники, які йдуть один за одним відразу після запуску, не становлять особливої проблеми, оскільки незабаром вони розходяться по різних орбітах і видно недовго. Прямі відображення, подібні до спалахів «Іридіумів», і покриття досліджуваних об'єктів також не вплинуть істотно навіть у песимістичному сценарії.
Спостереження з короткими експозиціями близько секунди незалежно від використовуваної техніки не постраждають. Середні експозиції (близько ста секунд) зі звичайними полями зору зневажливо мало постраждають при проведенні вночі, але до половини відсотка можуть бути зіпсовані у вечірні та передранкові години. Частка пошкоджених спостереження з довгими експозиціями (близько тисячі секунд) складе менше відсотка вночі, але до трьох відсотків при близькому до горизонту Сонце.
Найбільшу заклопотаність викликають широкопідлогові огляди, такі як підготовлюваний в обсерваторії імені Віри Рубін (раніше проект називався LSST). У разі таких проектів до половини кадрів буде зіпсовано і лише спостереження в середині зими, коли Сонце знаходиться дуже низько під горизонтом, пройдуть відносно без проблем.
Оцінка впливу великої кількості супутників буде продовжена. Зокрема, ще належить визначити збиток для спостереження в міліметровій області та радіоді^ оні.
У минулому році були запущені перші супутники системи глобального інтернету OneWeb і SpaceX, а останній спалахуючий супутник «Ірідіум» почав сходити з орбіти.