منظومه ماهواره‌ای کایپر آمازون؛ منبع نگرانی جدید ستاره‌شناسان
به عصر ابرمنظومه‌های ماهواره‌ای خوش آمدید. در چند سال آینده، شبکه‌های عظیم متشکل از صدها یا هزاران فضاپیما می‌توانند آینده‌ی محیط مداری زمین را دستخوش تغییر کنند. بخش عمده‌ی توجه‌ها به این خوشه‌های ماهواره‌ای به پرتاب‌های متعدد اسپیس ایکس و وان‌وب معطوف بوده است؛ اما اکنون تمرکز در حال چرخش به‌سمت آمازون است. ماه گذشته، کمسیون ارتباطات فدرال آمریکا (FCC) با درخواست این خرده‌فروشی اینترنتی برای پرتاب منظومه‌ی ماهواره‌ای‌اش موافقت کرد. این پروژه که کایپر نام دارد، همانند استارلینک اسپیس ایکس و شبکه‌ی وان‌وب قصد دارد خدمات اینترنت پرسرعت را دراختیار مشتریان سرتاسر جهان ازجمله نواحی دوردست و جداافتاده از دنیای دیجیتال قرار دهد.
منظومه‌ی کایپر متشکل از ۳،۲۳۶ ماهواره خواهد بود. این میزان بیش از تعداد تقریبی ۲،۶۰۰ ماهواره‌ی فعال کنونی در مدار زمین است. هرچند ماهواره‌های آمازون هنوز فاصله‌ای طولانی تا قرارگیری روی سکوی پرتاب دارند، اسپیس ایکس هم‌اکنون صدها ماهواره از منظومه‌ی استارلینک را به فضا پرتاب کرده است و امکان دارد شمار ماهواره‌هایش را در آینده به ۱۲،۰۰۰ دستگاه یا بیشتر افزایش دهد. فیسبوک و شرکتی کانادایی به‌نام تل‌ست نیز ممکن است به‌زودی به کسب‌وکار اینترنت ماهواره‌ای وارد شوند.
هجوم سریع ماهواره‌ها به مدار نزدیک زمین با واکنش منفی ستاره‌شناسان حرفه‌ای و آماتور مواجه شده است. ماهواره‌های استارلینک با ایجاد رگه‌های نورانی در تصاویر نجومی به عکس‌آزاری معروف هستند. آن‌ها کیفیت عکس‌های ستاره‌شناسان را خراب می‌کنند و حجم داده‌هایی را کاهش می‌دهند که دانشمندان برای پژوهش‌های علمی گرد‌‌آوری می‌کنند. هرچند اسپیس ایکس قصد دارد از تأثیرات پرتاب‌هایش بر مشاهدات نجومی بکاهد، دانشمندان و علاقه‌مندان به نجوم با ورود هرچه‌بیشتر منظومه‌های ماهواره‌ای به عرصه‌ی آسمان، نگران فقدان قانون‌گذاری برای آن‌ها هستند.
میشل بنیستر، ستاره‌شناس سیاره‌ای در دانشگاه کنتربری در نیوزیلند، می‌گوید هنوز در صنعت ماهواره دستورالعمل‌هایی فراگیر نداریم. او معتقد است فعلا نهادی وجود ندارد که شرکت‌های خواهان پرتاب ماهواره به فضا را مسئولیت‌پذیر و مقرراتی وضع کند که دستورالعمل‌هایی واضح ارائه می‌دهند. بنیستر وضعیت کنونی را به پرواز تعداد فراوانی هواپیما بدون وجود کنترل ترافیک هوایی تشبیه می‌کند.
از وقتی نخستین گروه از ماهواره‌های استارلینک در خرداد ۹۸ پرتاب شدند، بسیاری از ناظران آسمان از درخشش خیره‌کننده‌ی آن‌ها شکایت کردند. این آلودگی نوری بیش از همیشه وقتی نمایان است که ماهواره‌ها به‌تازگی پرتاب شده‌اند و روانه‌ی مدارهای عملیاتی‌شان هستند. در این نقطه، آن‌ها در موقعیت بسیار خوبی برای گرفتن نورخورشید در طلوع و غروب هستند و تصاویر نجومی و رصدهای تلسکوپی را خراب می‌کنند. ازآنجاکه ماهواره‌ها پس از پایان عمر با سقوط در جوّ زمین نابود می‌شوند، اسپیس ایکس باید مرتب ماهواره‌های جدید را به فضا پرتاب کند؛ درنتیجه افتادن رد آن‌ها در عکس‌های نجومی معضلی پایان‌ناپذیر خواهد بود.
جولیان جرارد، دانشمند در مؤسسه‌ی علوم تلسکوپ فضایی در بالتیمور، اعتقاد دارد: «اغلب رصدهای زمینی درواقع در سپیده‌دم آغاز می‌شوند. ما حتی وقتی آسمان به‌طور‌کامل تاریک نیست، شروع به دریافت داده‌ها می‌کنیم؛ به‌خصوص در طول موج‌های فروسرخ نزدیک و فروسرخ.» ماهواره‌ها می‌توانند بیشترین مشکلات را برای رصدخانه‌هایی با میدان دید گسترده به‌وجود آورند که مناطق وسیع آسمان شب را یک‌باره مطالعه می‌کنند. حرکت ماهواره‌ها در امتداد آسمان می‌تواند از رصد اهداف نجومی مانع شود یا آن‌ها را از نور اشباع کند. ستاره‌شناسان می‌توانند با استفاده از نرم‌افزار از تأثیر ماهواره‌ها تا حدی بکاهند؛ اما نمی‌توانند تصاویر را کاملاً اصلاح کنند. به‌گفته‌ی جرارد، هیچ شکی وجود ندارد که جامعه‌ی نجوم می‌تواند همچنان با حضور این منظومه‌ها کار علمی انجام دهد؛ ولی ماهواره‌ها درهرصورت برای ستاره‌شناسان دردسرساز خواهند بود.
خطوط به‌جامانده از ماهواره‌های استارلینک که تلسکوپ چهارمتری ویکتور بلانکو در رصدخانه اینترآمریکن سرو تولولو در شیلی در سال ۲۰۱۹ رصد کرد.
آلودگی نوری ناشی از ماهواره‌ها می‌تواند دید ما از بی‌شمار اهداف نجومی جذاب را مختل کند. به‌عنوان مثال، دانشمندان به‌تازگی شناسایی اجرام میان‌ستاره‌ای را در منظومه‌ی شمسی خودمان آغاز کرده‌اند؛ نظیر سنگی سیگاری‌شکل و عجیب به‌نام اوموآموا که از منظومه‌ی ستاره‌ای ناشناخته‌ای رهسپار محله‌ی کیهانی ما شد یا دنباله‌دار بوریسف که ستاره‌شناسان چندی پیش آن را رصد کردند. جایگاه منحصربه‌فرد ابرمنظومه‌های ماهواره‌ای در فضا موجب می‌شود تا مشاهدات از این اجرام کیهانی سرگردان را مختل کنند. جرارد می‌گوید یکی از زمان‌های اصلی برای کشف اجرام میان‌ستاره‌ای در آسمان هنگام سپیده‌دم یا طلوع و غروب است؛ یعنی همان وقتی‌که ماهواره‌ها بیش از همیشه بر مشاهدات نجومی تأثیرگذار هستند.
تاکنون، توجه اخترشناسان بیش از همه به استارلینک معطوف بوده است؛ زیرا اسپیس ایکس نخستین شرکتی بود که دسته‌های بزرگ از ماهواره‌ها را به فضا پرتاب کرد. منظومه‌ی وان‌وب به‌دلیل ارتفاعش در مدار، موجب بروز مشکلاتی متفاوت برای ستاره‌شناسان رادیویی می‌شود؛ البته ازآنجاکه وان‌وب چندی پیش با اعلام ورشکستگی مذاکرات برای واگذاری کسب‌وکار خود را آغاز کرد، آینده‌ی منظومه‌ی ماهواره‌ای‌اش در هاله‌ای از ابهام است. باوجوداین، اکنون که آمازون مجوز FCC را دراختیار دارد، ماهواره‌های استارلینک هم در مدار و هم در بحث‌های مربوط به تأثیرات این شبکه‌ها بر نجوم تنها نخواهند بود.
جف هال، مدیر رصدخانه‌ی لوول در آریزونا و رئیس کمیته‌ی آلودگی نوری در انجمن نجوم آمریکا می‌گوید: «[منظومه‌ی] کایپر به‌سادگی به‌اندازه‌ی دیگر منظومه‌های ماهواره‌ای بر اخترشناسی نوری و رادیویی تأثیر خواهد گذاشت.» شمار ماهواره‌های منظومه‌ی آمازون بسیار کمتر از استارلینک خواهد بود؛ اما درون سه مداری مستقر خواهند شد که ارتفاع تمامشان از ماهواره‌های کنونی استارلینک بیشتر خواهد بود.
دکتر بنیستر می‌گوید: «برخی از آن مدارهای مرتفع‌تر ظاهراً برای تصاویر نجومی مشکل‌سازتر خواهند بود؛ زیرا آن‌ها درواقع قرار است برای مدت‌های طولانی‌تر مشاهده‌پذیر باشند.» بااین‌حال، فعلا معلوم نیست آلودگی نوری دو منظومه‌ی اسپیس ایکس و آمازون چه تفاوت‌هایی خواهد داشت. بنیستر معتقد است: «دو شرکت اعلام نمی‌کنند که میزان بازتاب‌پذیری ماهواره‌هایشان چقدر خواهد بود؛ درنتیجه، مدل‌سازی تأثیر آن‌ها دشوار است.»
پرتاب راکت فالکون ۹ اسپیس ایکس با ۶۰ ماهواره‌ی شبکه‌ی استارلینک از کیپ کاناورال فلوریدا در خرداد ۱۳۹۸
همان‌طورکه تعداد ماهواره‌های در حال چرخش به دور زمین افزایش می‌یابد، خطر تصادف‌ها نیز بیشتر می‌شود و برخورد بین ماهواره‌ها حجم بقایای مداری خطرناک را می‌افزاید. تصور کنید اگر تمام شیشه‌های شکسته و خرده‌ریزهای تیز ناشی از تصادفی رانندگی به حرکت سریع در بزرگراه ادامه دهند و تردد خودروها را با دشواری مواجه کنند. خطوط مداری در فضا نیز چنین وضعیتی دارند؛ درنتیجه، لازم است که پروتکل‌هایی بر ترافیک فضایی حاکم شوند تا بتوانند این ابرمنظومه‌ها را هماهنگ نگاه دارند و از تصادف‌ها و برخوردها جلوگیری کنند.
پیش‌تر حادثه‌ای هشداردهنده از این دست در شرف وقوع بود. سال گذشته، فضاپیمای دیده‌بانی زمین متعلق به سازمان فضایی اروپا ناگزیر بود پیشرانه‌هایش را روشن کند تا از مسیر حرکت ماهواره‌ی استارلینک کنار رود. برخورد دو ماهواره قطعی نبود؛ اما مسیر حرکتشان به اندازه‌ای تهدیدزا بود که سازمان فضایی اروپا مانور ماهواره‌اش را ضروری بداند. هرچه ماهواره‌های بیشتری به آسمان پرتاب شوند، احتمال وقوع این برخوردها افزایش می‌یابد.
هرچند نگرانی‌ها درباره‌ی افزایش شمار ماهواره‌های عملیاتی افزایش یافته است، هیچ راه مشخص دیگری برای توقف یا کاهش سرعت ساخت این ابرمنظومه‌ها وجود ندارد. کریس نیومن، استاد حقوق و سیاست‌گذاری فضا در دانشگاه نورثامبریا در بریتانیا، یکی از مسائل مشکل‌ساز را نبود منع قانونی یا محافظت قانونی برای آسمان‌های شب می‌داند. درحالی‌که صدها ماهواره‌ی استارلینک و وان‌وب هم‌اکنون پرتاب شده‌اند و انتظار می‌رود هزاران دستگاه نیز در طول سال‌های آینده پرتاب شوند، ستاره‌شناسان احساس می‌کنند که زیر فشار فزاینده برای یافتن سازشی عملی با شرکت‌ها هستند. تصمیم‌هایی که اکنون گرفته می‌شوند، ممکن است برای ده‌های آتی بر آسمان تأثیر بگذارند.
ماکتی از ماهواره‌ی وان‌وب. هرچند ماهواره‌های این شرکت با ستاره‌شناسی رادیویی تداخل می‌کنند، به‌اندازه‌ی استارلینک توجه‌ها را جلب نکرده‌اند.
درحال‌حاضر، سازش بین ستاره‌شناسان و شرکت‌ها به‌معنای مذاکره بر سر چشم‌اندازی ایمن و واضح از آسمان شب است که بر سازوکارهای داوطلبانه تکیه خواهد کرد. اسپیس ایکس در واکنش به نگرانی‌های مربوط به آلودگی نوری، در حال آزمایش پوشش‌های تیره و آفتابگیر برای ماهواره‌های استارلینک است.
مقاله‌های مرتبط:
- چرا اخترشناسان نگران تأثیر ماهواره‌های استارلینک اسپیس ایکس بر آسمان شب هستند؟
- پروژه کایپر معرفی شد؛ اینترنت همگانی برای ۹۵ درصد جمعیت زمین
به‌نقل از دکتر هال، نمایندگان آمازون و اسپیس ایکس به‌همراه یکی از مشاوران سابق وان‌وب به‌تازگی در کارگاهی به‌نام منظومه‌های ماهواره‌ای ۱ شرکت کردند که انجمن نجوم آمریکا و بنیاد علوم ملی برگزارکنندگان آن بودند. گزارشی از خلاصه‌ی نتایج و توصیه‌های کارگاه تا چند هفته‌ی آینده دراختیار عموم قرار خواهد گرفت. بااین‌حال، آمازون از قبل به همکاری با ستاره‌شناسان ابراز تمایل کرده بود. یکی از سخن‌گویان این شرکت چندی پیش گفت:
بازتاب‌پذیری [ماهواره‌ها] نکته‌ای مهم در فرایند طراحی و ساخت ما است. در حال همکاری با اعضای انجمن نجوم هستیم تا نگرانی‌های آن‌ها را بهتر درک کنیم و گام‌هایی را شناسایی کنیم که می‌توانیم برای به‌حداقل‌رساندن تاثیرمان برداریم. به‌محض آنکه جزئیات بیشتر از برنامه‌هایمان برای این پروژه را منتشر کنیم، اطلاعات بیشتری به‌اشتراک خواهیم گذاشت.
بسیاری از ستاره‌شناسان و مدافعان آسمان تاریک به‌دنبال رویکرد نظارتی قوی برای موضوعات مربوط به ماهواره‌ها هستند. دکتر نیومن می‌گوید تنها راه واقعی این است که قانون‌گذاران ملی درنظرگرفتن نیازهای ستاره‌شناسی زمینی را بخشی از ملزومات دریافت مجوز برای پرتاب ماهواره‌ها بدانند.
البته آسمان شب صرفاً منبعی برای ستاره‌شناسان حرفه‌ای نیست. در تمام نسل‌ها و فرهنگ‌ها، مردم پس از غروب آفتاب به آسمان خیره می‌شوند تا به‌دنبال آرامش بگردند و مسحور چشم‌انداز ستارگان شوند. گسترداندن دسترسی به اینترنت به سرتاسر جهان مزایای انکارناپذیری برای مردم دارد؛ اما حفظ آسمان شفاف و ستارگان درخشان نیز به همان اندازه از اهمیت برخوردار است. دکتر بنیستر گفت: «در حال صحبت درباره‌ی تغییر چیزی هستیم که سهم مشترک تمام سیاره است.»