Спутники загрязняют космос: угроза астрономии растет

По данным ТАСС, исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что рост числа спутников на низкой околоземной орбите создает угрозу для астрофотографии. Если реализовать все запланированные на ближайшие десять лет спутниковые группировки, то до 96% снимков, сделанных космическими телескопами, будут содержать световые следы от этих аппаратов. В отдельных случаях на один кадр может прийтись до 92 таких отметин.

Новые угрозы для астрономии

Ученые отмечают, что наиболее уязвимыми к световому загрязнению являются телескопы с широким полем зрения. В число затронутых попали SPHEREx, ARRAKIHS, Xuntian, а также Хаббл, который, несмотря на узкое поле зрения, все равно будет подвержен влиянию спутников. В статье подчеркивается, что даже если аппарат не закрывает объект наблюдения, он может оставлять рассеянный свет, искажающий данные.

Проблема не нова. Еще в 2019 году астрономы столкнулись с загрязнением радиодиапазона сигналами спутниковой системы Iridium. Однако с развитием технологий и снижением стоимости запусков число космических аппаратов резко возросло — с 75 до 15 тыс. к настоящему времени. Ожидается, что к концу 2030-х годов на орбите будет вращаться до 500 тыс. спутников.

Спутники и их яркость

Особенно заметной стала проблема после запуска системы Starlink компании SpaceX. В 2019 году запуск первой партии спутников вызвал широкий общественный резонанс — их яркость привлекала внимание любителей астрономии и случайных наблюдателей. В докладе Международного астрономического союза отмечалось, что такие аппараты могут уменьшить время наблюдений на 30%.

SpaceX предприняла шаги по снижению блеска спутников. В 2020 году была испытана модель DarkSat с черным светопоглощающим покрытием, однако она перегревалась и не обеспечила ожидаемого результата. В дальнейшем была разработана модель VisorSat с шторкой, уменьшающей солнечные блики. К 2025 году все новые спутники этой группировки оснащались подобной конструкцией, хотя и не полностью решили проблему. По оценке специалистов, яркость спутников осталась на уровне 30% от первых моделей.

Кроме того, модификации программного обеспечения позволили изменить ориентацию спутников, чтобы снизить отражение света. На 2025 год число спутников Starlink на орбите составило около 8,8 тыс.

Конкуренция и новые вызовы

Развитие спутниковых систем не ограничивается Starlink. Система OneWeb, запускаемая на более высокой орбите, также влияет на астрономические наблюдения. Хотя спутники OneWeb менее яркие, они движутся медленнее, что увеличивает время их воздействия на сенсоры телескопов.

В 2023 году на орбиту вышел BlueWalker 3 — спутник компании AST SpaceMobile, оснащенный фазированной антенной решеткой площадью 64 кв. м. Он позволил провести видеозвонок между смартфонами, использующими стандарт 5G, что стало важным технологическим прорывом. Однако его яркость сравнима с ярчайшими звездами, а излучение попадает в диапазон, зарезервированный для радиоастрономии.

Другие факторы светового загрязнения

Угроза астрономическим наблюдениям исходит не только от спутников. Рост городского освещения также ограничивает возможности изучения ночного неба. В крупных мегаполисах наблюдатели видят лишь самые яркие объекты — альфы созвездий и планеты.

Интересно: Как обеспечить баланс между развитием космических технологий и сохранением условий для астрономических исследований?

i

Создано специально для ASECTOR

Концептуальное изображение

Новые звёзды на небосводе

Когда инфраструктура становится помехой

Рост числа спутников на низкой околоземной орбите не только меняет ландшафт космической индустрии — он создаёт новые вызовы для науки. Особенно чувствительны к этим изменениям астрономы. Их инструменты, разработанные для анализа слабых сигналов из глубокого космоса, теперь сталкиваются с искусственным световым фоном, который мешает различать реальные объекты.

Особенно уязвимы телескопы с широким полем зрения. Их задача — захватывать большие участки неба за один кадр. Но чем шире поле, тем выше вероятность попадания в кадр следа от спутника. Это не только шум на изображении — это искажение данных, которое может привести к ложным выводам в научных исследованиях.

Важный нюанс: Наука не может «отфильтровать» спутники. Их световые следы не только маскируют объекты, но и создают фон, который искажает измерения яркости, цвета и других параметров. Это похоже на попытку читать книгу в сильный дождь — вы видите буквы, но не можете точно определить, что написано.

Кто выигрывает, а кто теряет?

Победителями в этой ситуации, безусловно, становятся компании, создающие и запускающие спутниковые системы. Starlink, OneWeb, BlueWalker — все они получают выгоду от масштабного развертывания инфраструктуры. Это не только бизнес-модель, но и стратегический шаг в борьбе за глобальное покрытие интернета и связи.

Проигравшими оказываются астрономы, исследователи и даже любители астрономии. У них сокращается количество чистых данных, повышается стоимость анализа, растёт необходимость в дополнительных средствах для фильтрации помех. В некоторых случаях это может даже снизить эффективность научных миссий, запущенных с миллиардными бюджетами.

Возникает парадокс: технологии, созданные для улучшения жизни на Земле, становятся помехой для изучения космоса. Это напоминает ситуацию с авиаперелетами — они делают мир удобнее, но создают помехи в радиосвязи и нарушают экологический баланс.

Что дальше?

Сейчас усилия направлены на минимизацию влияния спутников. SpaceX и другие компании экспериментируют с покрытиями, изменением ориентации спутников и программными фильтрами. Но эти меры лишь частично решают проблему.

Большее влияние может оказать регулирование. Вопрос в том, кто будет устанавливать правила и как они будут соблюдаться. В Китае, например, уже планируются собственные спутниковые системы, которые, возможно, будут учитывать астрономические интересы. В России, где космическая индустрия развивается по другим приоритетам, этот вопрос пока не стоит в центре внимания.

Важный нюанс: В условиях глобальной конкуренции за космические ресурсы, регулирование может стать инструментом не только для защиты науки, но и для баланса между технологическим прогрессом и экологией космоса.

Углубление проблемы: новые данные и вызовы

К 2025 году общее число спутников в группировке Starlink достигло 10 006 единиц, из которых 8 680 находятся на орбите. Это означает, что спутники занимают около 70% всех активных аппаратов в космосе [!]. Такой масштабный рост неизбежно влияет на качество астрономических наблюдений. Исследования, проведённые специалистами из НАСА, показывают, что к 2035 году количество спутников может вырасти до 550 000, что приведёт к появлению до 92 следов на один снимок у некоторых телескопов [!]. Это подтверждает, что масштабы проблемы продолжают расти.

Дополнительный риск возникает из-за сигналов, излучаемых спутниками. Например, 170 спутников Starshield, созданных SpaceX для Национального управления разведки США, излучают сигналы в диапазоне 2025–2110 МГц, который международно выделен для связи Земля–космос. Это может создавать помехи для других систем, включая NASA и NOAA [!]. Отсутствие координации с международными организациями, такими как ITU, подчёркивает проблему прозрачности в управлении спектром.

Ещё одна проблема — это влияние на космическую экосистему. По данным астрофизика Джонатана Макдауэлла, ежедневно в атмосферу Земли возвращаются и сгорают один или два спутника Starlink. По мере роста числа спутниковых констелляций, их количество может достичь 30 000, что увеличит риск столкновений и образования космического мусора. Процесс сгорания спутников остаётся частично неконтролируемым, и он может повлиять на состав атмосферы, увеличивая количество алюминиевых частиц [!].

Защита космических систем: роль искусственного интеллекта

Космическая отрасль сталкивается с ростом угроз для безопасности спутниковых систем, что стимулирует применение искусственного интеллекта для автоматизации обнаружения аномалий и реагирования. Ученые предложили три архитектурных подхода к внедрению ИИ — централизованный, распределенный и федеративный — которые отличаются скоростью обработки, точностью и уровнем латентности. Коммерческие компании всё чаще возвращаются к централизованным решениям из-за улучшения пропускной способности и мощности наземных систем. SpaceX сотрудничает с крупными технологическими компаниями, такими как Microsoft и Google, в реализации таких решений [!].

Выводы и перспективы

Развитие спутниковых систем — это не только технологический прорыв, но и вызов для научных исследований и экосистемы космоса. Увеличение числа спутников на низкой орбите требует нового подхода к управлению космическим пространством. Пока компании, такие как SpaceX, пытаются минимизировать негативное влияние своих систем, остаётся открытым вопрос, насколько эффективны эти меры и каковы их долгосрочные последствия.

Важный нюанс: В условиях масштабного роста спутниковых систем необходимо учитывать не только технические, но и научные аспекты. Развитие космической инфраструктуры должно идти рука об руку с обеспечением условий для продолжения астрономических исследований.