هر شب ستاره های آسمان با هزاران ماهواره رقابت می کنند. تعداد مهاجمان تنها با افزایش صور فلکی ماهواره‌ها در حال افزایش است و شرکت‌هایی که قصد دارند ده‌ها هزار مدارگرد را برای انتقال اینترنت و سایر سیگنال‌های ارتباطی به زمین ارسال کنند. از جمله اسپیس ایکس که تاکنون هزاران ماهواره استارلینک را به فضا پرتاب کرده است و آمازون که قصد دارد مجموعه پروژه کویپر خود را اواخر امسال آغاز کند.
برای ستاره شناسانی که جهان را از روی سطح جهان ما مطالعه می کنند، این یک مشکل رو به افزایش است.
اریک برنز، ستاره شناس دانشگاه ایالتی لوئیزیانا می گوید: «این یک موضوع داغ است. ما با تعداد زیادی ماهواره سروکار داریم که حساسیت تلسکوپ‌های زمینی را محدود می‌کنند.»
بسیاری از اخترشناسان انتقادات شدیدی از تأثیرات فعلی و آینده صور فلکی ماهواره بر مطالعات خود وارد کرده اند. غرفه دکتر برنز و دانشمندان دیگر به فکر ساختن لیموناد کیهانی از لیموهای مداری هستند. آنها می‌پرسند اگر همه آن ماهواره‌های مزاحم بتوانند به پیشرفت حوزه نجوم کمک کنند، چرا که دسترسی به سیگنال‌های ماهواره‌ای را در زمین گسترش می‌دهند؟
آنچه این ستاره شناسان می بینند، پتانسیل نوع جدیدی از تلسکوپ است که ابرصورت فلکی می تواند ارائه کند. در یک پیشنهاد آینده که دکتر. برنز و همکارانش قصد دارند با شرکت‌های خصوصی سازنده صورت‌های فلکی ماهواره‌ای به اشتراک بگذارند، آنها امیدوارند که هزاران آشکارساز پرتو گامای کوچک بتوانند با ماهواره‌ها به فضا بروند. اگر به تنهایی گرفته شود، هر آشکارساز فردی ضعیف خواهد بود. اما قدرت چنین سیستمی که با هم در درون یک ابر صورت فلکی متشکل از هزاران ماهواره کار می‌کند، می‌تواند با سوئیفت و فرمی، دو رصدخانه پرتو گاما در فضا که توسط ناسا مدیریت می‌شوند، رقابت کند.
تاثیر قابل توجهی خواهد بود. انفجارهای پرتو گاما نشانه فاجعه بارترین رویدادهای جهان از زمان انفجار بزرگ است. عمیق‌تر کردن تحقیقات در مورد این پدیده‌ها می‌تواند به پاسخ به بزرگترین سؤالات امروزی کمک کند، مانند آنچه هسته‌های ستاره‌های نوترونی را تشکیل می‌دهند یا اینکه چگونه رفتار انرژی تاریک می‌تواند شکل جهان را آشکار کند.
دکتر “اینها در مورد مجموعه ای از سوالات مهم هستند که در نجوم می توان پرسید.” برنز گفت. “ما قادر خواهیم بود با هزاران آشکارساز پرتو گاما به عنوان یک تلسکوپ منسجم منفرد و بسیار قدرتمند که در سراسر کیهان نگاه می کند، رفتار کنیم که از هر چیزی که قبلا انجام شده است حساس تر است.”
این ایده بی سابقه نیست. در سال 2011، Iridium Communications با دانشمندان برای کشف ابزارهای تحقیقاتی در فضا کار کرد. حدود 30 ماهواره ایریدیوم – که معمولاً ارتباطات صوتی و داده‌ای را به زمین ارسال می‌کنند – همچنین میزبان دزیمترهایی هستند که تشعشعات را در مدار پایین زمین تحت برنامه REACH، همکاری بین نیروی هوایی ایالات متحده و دانشمندان، اندازه‌گیری می‌کنند.
و همه 60 ماهواره ایریدیوم دارای مغناطیس‌سنج برای برنامه AMPERE هستند که توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز اجرا می‌شود، که بررسی می‌کند چگونه انرژی از مگنتوسفر به یونوسفر زمین وارد می‌شود.
الکسا هالفورد، رئیس آزمایشگاه در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، می‌گوید خوانش‌های ایریدیوم منبع مهمی از داده‌های تشعشعات هستند. کار او ارتباط بین مگنتوسفر زمین و اتمسفر آن و نحوه کار این دو با هم برای محافظت از زمین در برابر باران های تشعشعات شدید فضا را آشکار می کند.
دکتر. هالفورد گفت که روش‌های تداخل صور فلکی ماهواره‌ای با تلسکوپ‌های روی سطح زمین نیاز به بررسی بیشتری دارد.
او گفت: “نجوم زمینی فوق العاده مهم است و ما باید مسئولیت پذیر باشیم.”
از سوی دیگر، او پتانسیل زیادی را از قرار دادن ابزارهای علمی در ماهواره های بیشتر می بیند.
دکتر “داده های بیشتر می تواند تصویر کامل تری به ما بدهد.” هالفورد گفت. “نه گفتن برایم سخت است.”
SpaceX در حال حاضر برخی از داده ها را با دانشمندان به اشتراک می گذارد که می تواند به نفع هر دو طرف باشد.
تزو وی فانگ، دانشمند اداره ملی اقیانوسی و جوی که در پیش بینی آب و هوای فضا تخصص دارد، پس از پرتاب فاجعه بار در فوریه 2022، همکاری با اسپیس ایکس را آغاز کرد. اسپیس ایکس شاهد آتش گرفتن 38 ماهواره از 49 ماهواره جدید استارلینک خود بود.
دکتر. پس از مرگ نیش نشان داد که چگونه یک طوفان ژئومغناطیسی جزئی، چگالی هوا را در ارتفاعاتی که مدارهای پایین زمین در آن اتفاق می‌افتد، افزایش داده است. بنابراین، ماهواره‌های استارلینک به جای حرکت به مدار، به هوای متراکم و گرم برخورد کردند و از هم جدا شدند.
او گفت: “هیچکس نمی تواند در حال حاضر به خوبی از پس کشیدن مدار پایین زمین برآید زیرا ما ماهواره های مناسب نداریم.”
پس از آن حادثه، اسپیس ایکس موافقت کرد که داده‌های موقعیت و سرعت حدوداً 4000 ماهواره Starlink خود را به مدت یک سال به اشتراک بگذارد و به Dr. نیش و همکارانش فرصتی برای مطالعه نوع کشش مداری که ماهواره‌ها را نابود کرده بود، یافتند. این به طور بالقوه می‌تواند منجر به پیش‌بینی بهتر آب و هوای فضا شود و به ماهواره‌ها زمان بیشتری برای واکنش به افزایش چگالی هوا با بالا رفتن به ارتفاع مداری امن‌تر بدهد، “که در نهایت به نفع همه خواهد بود.” نیش گفت.
به دست آوردن داده های علمی مفید از صورت های فلکی ماهواره ای با موانع فنی مواجه است. ماهواره ها در مدار پایین زمین بسیار سریع حرکت می کنند و کل مدار مداری را در حدود 90 دقیقه کامل می کنند. بنابراین ترکیب داده‌های مجموعه‌ای از ماهواره‌ها آسان نیست.
و برای اینکه تجهیزات علمی در امتداد مدار قرار بگیرند، محدودیت های سختی وجود دارد. ماهواره های ارتباطی در مدار پایین زمین، مانند استارلینک اسپیس ایکس، عمر کوتاهی در حدود پنج سال دارند، بنابراین آشکارسازها باید ارزان باشند. در مقابل، هزینه تلسکوپ فضایی هابل به دلار امروزی حدود 16 میلیارد دلار است، اما انتظار می رود حدود 40 سال عمر کند.
هر گونه افزودنی را نمی‌توان در آخرین لحظه انجام داد. مهندسان ماهواره باید طرح‌های خود را اصلاح کنند تا محموله‌های جدید را با ارتقاءهایی مانند منابع انرژی بزرگتر و پیوندهای داده سازگار کنند.
هیچ یک از شرکت هایی که در حال ساخت صور فلکی ماهواره ای عظیم هستند نگفته اند که مایل به استقرار آشکارسازهای پرتو گاما یا سایر حسگرهای جدید هستند که به دانشمندان کمک کند. هنگامی که از اسپیس ایکس برای اظهار نظر در مورد این ایده درخواست شد، از پاسخ دادن خودداری کرد و OneWeb که اخیرا یک صورت فلکی کوچکتر دیگر را تکمیل کرد، هرگز پاسخی نداد. Project Kuiper، مجموعه‌ای از خرده‌فروشی آنلاین آمازون که ممکن است اولین ماهواره‌های خود را اواخر امسال به فضا پرتاب کند، گفت که از دکتر دعوت کرده است. برنز برای ارائه پیشنهاد خود.
دکتر. هالفورد پیشنهاد کرد که افزایش تعداد مشارکت‌ها با اپراتورهای صورت فلکی راهی برای منفعت همه افراد بدون درهم‌نوردی بیشتر آسمان است. او گفت: “این پاسخ خوبی نیست، اما من فکر می کنم بهترین پاسخی است که ما داریم.”
تا کنون، بار مذاکره انفرادی با شرکت های مردد مانند اسپیس ایکس، اخترشناسان را ناامید کرده است. دکتر. برنز فکر می‌کند که زمان آن فرا رسیده است که نظارت دولت از حداقل آسیب‌های ناشی از ابر صور فلکی به علم اطمینان حاصل کند.
با مشارکت بیشتر، دکتر. برنز امیدوار است که دانشمندان و سازندگان ماهواره بتوانند کار با یکدیگر را بیاموزند. او گفت: «من فکر می‌کنم این ایده از ابزارهای علمی در خود صور فلکی برای هر دو طرف مفید خواهد بود. اگر آنها به روی آن باز باشند، این راه حل حتی بهتر است.”
