يتعرض تلسكوب هابل الفضائي ، المعروف بتسجيل صور مذهلة للكون أثناء تقدمه في مجال علم الفلك ، للخطر.
تطلق الشركات الخاصة آلاف الأقمار الصناعية التي تقوم بتفجير التلسكوب ضوئيًا ، مما ينتج عنه خطوط طويلة ومشرقة ومنحنيات ضوئية يصعب إزالتها. والمشكلة تزداد سوءا.
كشفت دراسة نُشرت يوم الخميس في مجلة Nature Astronomy ، عن زيادة في نسبة الصور التي سجلها هابل والتي أفسدها مرور الأقمار الصناعية. وتستمر البيانات فقط حتى عام 2021. وقد تم إطلاق آلاف الأقمار الصناعية الأخرى منذ ذلك الحين من قبل شركة سبيس إكس وشركات أخرى ، ومن المتوقع أن يذهب الكثير إلى المدار في السنوات المقبلة ، مما يؤثر على هابل وربما التلسكوبات الأخرى في الفضاء.
سنعيش مع هذه المشكلة. وقال جوناثان ماكدويل ، عالم الفلك في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، والذي لم يشارك في الدراسة ، إن علم الفلك سيتأثر. سيكون هناك علم لا يمكن عمله. سيكون هناك علم أكثر تكلفة بكثير. ستكون هناك أشياء نفتقدها “.
لا يمكن المبالغة في إرث تلسكوب هابل الفضائي. بسبب المرصد ، نعلم الآن ، على سبيل المثال ، أن عمر الكون يبلغ 13.8 مليار سنة ، وأن معظم المجرات تحتوي على ثقب أسود هائل في مراكزها وأن النجوم تتشكل في عمليات عنيفة. صور هابل – بما في ذلك السحب الرائعة للغاز والغبار في “أعمدة الخلق” ورؤية ما يقرب من 10000 مجرة في “مجال هابل العميق للغاية” – لا تفشل أبدًا في الإلهام.
لكن عدد الأقمار الصناعية في المدار قد زاد بشكل كبير منذ إطلاق هابل في عام 1990 ، وهو الآن يحدق في الكون من خلال مجال من الأقمار الصناعية.
في مايو 2019 ، أطلقت سبيس إكس أول دفعة من أقمار ستارلينك المصممة لبث إشارات الإنترنت في جميع أنحاء العالم. بعد فترة وجيزة ، ظهر احتجاج بين علماء الفلك الذين كانوا قلقين من أن خطوط Starlink ستهدد عددًا من الحملات لمراقبة الكون من التلسكوبات الموجودة على الأرض.
ردًا على ذلك ، قال إيلون موسك ، مؤسس شركة SpaceX ورئيسها التنفيذي ، مقترح أن يتخطى علماء الفلك القضية عن طريق تحريك التلسكوبات إلى المدار.
لكن هابل ، الذي يعيش في مدار أرضي منخفض على ارتفاع 335 ميلًا تقريبًا فوق سطح الأرض ، يقع في الواقع على بعد أقل من 10 أميال أسفل معظم أقمار ستارلينك الصناعية. وهذا يعني أن المرصد والتلسكوبات الفضائية المدارية الأخرى لا تزال تواجه التداخل من الأبراج الساتلية. “ليس عليك فقط وضع التلسكوبات الخاصة بك في الفضاء ، ولكن عليك أيضًا وضعها فوق كل حركة المرور الأخرى.” قال ماكدويل.
قال: “أعتقد أننا سنضطر إلى القيام بذلك في العقود القادمة”. لكن هذا غير ممكن بالنسبة للتلسكوبات الحالية في المدار الأرضي المنخفض أو المركبات الفضائية التي تبنيها الحكومات وتطلقها في السنوات القادمة.
لتقدير تأثير مجموعات الأقمار الصناعية على هابل ، قام ساندور كروك ، عالم الفلك في معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج الأرض في ألمانيا ، وزملاؤه بتحليل أرشيف للصور المأخوذة من عام 2002 حتى عام 2021.
لقد حصلوا على مساعدة من مئات العلماء المواطنين الذين قاموا بالملل من خلال الصور لتمييز أولئك الذين لديهم خطوط أقمار صناعية واضحة. ثم تم استخدام مجموعة البيانات هذه كمجموعة تدريب لخوارزمية التعلم الآلي التي حللت أكثر من 100000 صورة فردية من هابل. تظهر نتائجهم أن فرصة رؤية قمر صناعي في صورة هابل من 2009 إلى 2020 هي 3.7 بالمائة فقط. لكن فرصة رؤية واحدة في عام 2021 هي 5.9 في المائة – وهي زيادة يقولون إنها تتوافق مع Starlink. بحلول تاريخ التحليل ، كان 1،562 قمرا صناعيا من Starlink في المدار. شركة أخرى ، OneWeb ، قامت بتدوير 320 قمرا صناعيا.
مارك ماكوغرين ، عالم الفلك في وكالة الفضاء الأوروبية والمؤلف المشارك في الدراسة الجديدة ، واثق من تحليلهم ، لكنه يلاحظ أن هذه ليست سوى قضية ثانوية في الوقت الحالي. عادةً ما يلتقط هابل صورًا متعددة مكدسة فوق بعضها البعض – وهي تقنية ستمحو أي أقمار صناعية.
و ناسا توافق. وقالت متحدثة فيما يتعلق بالدراسة الأخيرة: “في حين أن مثل هذه التحليلات قد تظهر زيادة تدريجية في مسارات الأقمار الصناعية المكتشفة بمرور الوقت ، فإن معظم هذه الخطوط تتم إزالتها بسهولة باستخدام تقنيات تقليل البيانات القياسية ، ولا تزال غالبية الصور المتأثرة قابلة للاستخدام”. “خطوط الأقمار الصناعية لا تشكل حاليًا تهديدًا كبيرًا لكفاءة علوم هابل وتحليل البيانات.”
يزداد هذا التهديد عندما يقوم هابل بمسح رقعة كبيرة من السماء. ثم قد يستغرق الأمر صورة واحدة أو صورتين فقط قبل إعادة توجيه الكاميرا. إذا قام قمر صناعي بتفجير إحدى تلك الصور ، فقد يتعين تسميم الصورة.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تشكل الأقمار الصناعية تهديدًا خطيرًا لتلسكوب لم يتم إطلاقه بعد. في نهاية هذا العام ، تخطط الصين لإرسال Xuntian ، المعروف أيضًا باسم تلسكوب المسح الصيني الفضائي ، إلى مدار أرضي منخفض. سيكون لـ Xuntian مجال رؤية أكبر من Hubble ، مما يجعل من الصعب على الأقمار الصناعية أن تنزلق دون أن يتم اكتشافها.
قال الدكتور ماكدويل: “ستتأثر بشدة بهذه الأقمار الصناعية فورًا”.
ولا يمكن لـ Xuntian الانطلاق ببساطة إلى مدار أعلى. تتمثل خطة الصين في مشاركة التلسكوب في مدار مع محطة تيانجونج الفضائية حتى يتمكن رواد الفضاء من تجديده إذا لزم الأمر.
رفض متحدث من SpaceX التعليق على الدراسة الجديدة ، لكنه أشار إلى جهود الشركة السابقة للتخفيف من آثار Starlink. جربت الشركة مجموعة متنوعة من الأساليب لتعتيم أقمارها الصناعية ، بما في ذلك فيلم مرآة مصمم لتوجيه الضوء بعيدًا عن الأرض. لكن ميج شوامب ، عالمة الكواكب في جامعة كوينز بلفاست التي لم تشارك في الدراسة ، تخشى أن يتم توجيه الضوء بدلاً من ذلك وقد يؤثر على وضع التلسكوبات الفضائية.
هناك ببساطة الكثير من الأشياء المجهولة في الوقت الحالي ، بما في ذلك العدد النهائي للأقمار الصناعية.
تأمل SpaceX في نهاية المطاف في توسيع حجم أسطولها إلى 42000 من الأقمار الصناعية Starlink. توجد العديد من الشركات الأخرى في السوق أيضًا: أمازون ، ومزود الأقمار الصناعية البريطاني OneWeb ، وشركة صينية تسمى Galaxy Space ، وحتى الحكومات. ومن المقرر إطلاق 431713 قمراً صناعياً في السنوات القادمة.
قال الدكتور ماكوجرين: “إنه نوع من الجنون المغذي في الوقت الحالي”.
يعتمد هذا التقدير على الإيداعات مع لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية والاتحاد الدولي للاتصالات. ولكن حتى لو تم إطلاق 100000 قمر صناعي فقط ، فإن ذلك سيزيد من عدد الأقمار الصناعية في المدار بمقدار 10 أضعاف منذ إجراء الدراسة الجديدة – مما يعني أن ما يقرب من 50 في المائة من صور هابل ستكتشف قمرًا صناعيًا. وإذا كانت كل صورة أخرى تحتوي على خط قمر صناعي ، فإن الباحثين قلقون بشأن مقدار العلوم القابلة للاستخدام التي يمكن جمعها.
“متى لن يكون هابل مفيدًا بعد الآن؟” سأل الدكتور ماكورين. “قد يكون ذلك على بعد 10 أو 20 عامًا ، ولكن ليس من غير المعقول أن تكون هناك نقطة تقول فيها ، ‘دعونا لا ننزعج بعد الآن.”
