Шум на орбите: спутники мешают слушать Вселенную

Мегасозвездия спутников на орбите Земли угрожают радиоастрономии. Международные ученые предупреждают: радиотелескопы фиксируют даже «шумы» от бортовой электроники. Узнайте, какие последствия это несет для науки — и можно ли с этим что-то сделать.
Владимир Барышев
Автор Наука Mail
Орбита Земли
Количество спутников в низкой околоземной орбите быстро растет, что вызывает беспокойство из-за риска космического мусора и его влияния на научные исследования, особенно в астрономииИсточник: Unsplash

Научная работа, вышедшая на препринт-сервере arXiv и представленная на Европейской конференции по космическому мусору, раскрывает влияние спутниковых мегасозвездий на радиоастрономические наблюдения. Исследование провела команда под руководством Майка Пила, постдокторанта из Имперского колледжа Лондона и представителя Международного центра защиты темного и тихого неба от спутниковых помех.

С увеличением количества спутников в низкой околоземной орбите появляются риски для радиоастрономии — направления науки, которое требует максимально чистого радиофона. Радиотелескопы, работающие в пассивном режиме, улавливают крайне слабые сигналы от далеких объектов. Они могут быть заглушены даже минимальными помехами от спутников.

Радиостанции
Радиоастрономия уязвима к помехам от спутников — как от целевых сигналов в выделенных диапазонах, так и от непреднамеренных излучений, вызванных утечками сигнала и работой электроникиИсточник: Unsplash

Современные спутники передают данные в диапазоне частот 10−20 ГГц, но, как показали наблюдения с помощью радиотелескопа LOFAR, утечка сигналов происходит и на других частотах. Исследователи обнаружили непреднамеренные излучения в диапазоне 110−188 МГц от спутников Starlink — то есть далеко за пределами их рабочих частот. Причиной может быть утечка сигнала или «гул» от бортовой электроники.

Проблему осложняет и то, что спутники постоянно движутся. Радиотелескопы стараются избегать наблюдений в зонах, где проходят спутники, но по мере роста их числа это становится все сложнее. Сейчас заявлено более миллиона спутников, и хотя далеко не все будут запущены, прогноз по выводу десятков тысяч аппаратов уже вызывает обеспокоенность.

Спутник
Операторы спутников редко раскрывают подробную информацию о своих системах. Многие спутники нарушают зоны радиомолчания, что мешает точным астрономическим наблюдениям. Проблема усложняется тем, что траектории спутников постоянно меняютсяИсточник: Unsplash

По словам Майка Пила, информации о работе спутников часто недостаточно. Многие данные засекречены по коммерческим причинам. Отсутствие прозрачности делает невозможной точную оценку степени их влияния на науку.

Ученые ищут пути решения проблемы. Один из вариантов — сотрудничество между спутниковыми операторами и международными организациями. Некоторые компании уже передают данные о маршрутах спутников, чтобы обсерватории могли подстраивать наблюдения. Ведутся исследования по улучшению экранирования и снижению побочных излучений.

Ракета
Человечество получает пользу от спутников (интернет, связь), но это мешает фундаментальной науке. Радиоастрономия требует «тихого неба», а с каждым новым запуском оно становится все более шумным. Решение требует международного сотрудничества и компромиссов

Также рассматривается идея создания обсерваторий на обратной стороне Луны, где радиопомехи с Земли минимальны. Но и это потребует международной координации — чтобы даже с Луны радиоастрономия оставалась «тихой».

Иногда мы не задумываемся, что спутниковые технологии — это не только навигация и интернет, но и источник проблем для науки. Например, те же спутники, что помогают вам найти кафе, могут мешать астрономам ловить сигналы из глубин космоса — об этом вы можете прочитать в этой статье.