Ярче тысячи звёзд: спутник BlueWalker 3 и его влияние на наземную астрономию

В ночном небе есть объект, который не является ни планетой, ни звездой. Это телекоммуникационный спутник BlueWalker 3, который иногда светит ярче 99% звезд, видимых с тёмных точек на Земле. Спутник и другие подобные ему могут создавать серьезные проблемы для наземной астрономии, заставляя телескопы отслеживать и обходить следы спутников или удлинять свои наблюдения, чтобы собрать достаточно чистых данных.

BlueWalker 3 был запущен в 2022 году компанией AST SpaceMobile из Техаса в качестве прототипа для предполагаемой сети спутников, которая должна была обеспечить доступ к мобильному широкополосному интернету почти в любой точке планеты. Спутник имеет огромную антенну площадью 64 квадратных метра и окрашен в белый цвет, что означает, что он отражает значительное количество солнечного света обратно на Землю, делая его видимым даже в сумерках.

Чтобы оценить его влияние, профессиональные и любительские астрономы начали международную кампанию по наблюдению, в результате которой спутник был замечен из мест в Чили, США, Мексике, Новой Зеландии, Нидерландах и Марокко. Исследователи оценили блеск спутника с помощью стандартного астрономического индекса, называемого шкалой звездной величины, на которой самые яркие объекты имеют наименьшие числа. Например, яркая Венера может достигать величины -4.6, тогда как Полярная звезда гораздо тусклее, имея величину +2. Это примерно предел видимости глазом при городском засвете неба.

10 ноября 2022 года спутник развернул свою антенну, из-за чего он усилился до величины +0.4. Если бы он был звездой, он был бы одной из десяти самых ярких на небе. Но его видимая яркость меняется по мере вращения спутника, и к концу декабря он потускнел до величины +6. Затем яркость снова усилилась, достигнув величины +0.4 3 апреля 2023 года.

Международный астрономический союз, группа профессиональных астрономов, рекомендует, чтобы искусственные спутники на низкой околоземной орбите имели максимальную яркость не более +7. Однако BlueWalker 3 превышает этот лимит в несколько раз.

Это нешуточная угроза для наземной астрономии, говорит один из авторов исследования Зигфрид Эггль из Международного астрономического союза во Франции, особенно для широкоугольных обзоров ночного неба, таких как тот, который будет проводиться в Обсерватории Веры Рубин^* в Чили. «Исходя из тенденции увеличения количества таких сверхъярких искусственных объектов на околоземной орбите, вскоре мы будем терять очень большое количество исследовательских данных», — говорит он.

Частично этого можно избежать, если телескопы примут стратегии отслеживания и избегания, но эти методы могут все равно не сработать, потому что спутники трудно отслеживать. Это может означать, что телескопам придется периодически выключаться, пока спутник перемещается по их линии зрения, что может затянуть наблюдения или исказить наборы данных.

Эггль и его коллеги также обнаружили, что яркость BlueWalker 3 колебалась со временем в зависимости от угла, под которым он был направлен к Солнцу. Компании, такие как AST SpaceMobile, имеют контроль над этим углом, поэтому они играют решающую роль в реализации того, чтобы спутник отражал минимальное количество света, говорит Эггль.

В заявлении представитель AST SpaceMobile сказал, что компания «сотрудничает с NASA и некоторыми рабочими группами по астрономии для разработки передовых отраслевых решений, включая возможные оперативные вмешательства». Компания также избегает передачи в районах, чувствительных к радиоастрономии, сказал представитель, а также контролирует ориентацию спутника для минимизации яркости и разрабатывает антиотражающие покрытия для своего следующего поколения спутников, которых, по его словам, будет около 90.

Это заявление может быть запоздалым, потому что компания уже получила разрешение на запуск еще одного прототипа спутника BlueWalker 4 в конце 2023 года. Астрономы надеются, что он будет менее ярким и не повторит судьбу своего предшественника.

Кроме BlueWalker 3, есть ещё ряд искусственных спутников на околоземной орбите, которые в пиках своей яркости создают помехи для астрономических наблюдений. Некоторые из них это:

• Международная космическая станция (МКС), которая является самым большим и ярким человеческим объектом на орбите, с величиной -5,8 в своей наибольшей яркости.
• Спутники Иридиум, которые составляют созвездие из 66 коммуникационных спутников, имеющих высокоотражательные антенны и могущих производить яркие вспышки света, известные как «вспышки Иридиума», с величинами до -8.
• Спутники Starlink, которые составляют созвездие из тысяч интернет-спутников, запущенных компанией SpaceX, которые вызвали споры среди астрономов за их высокую видимость (а так же среди зевак, непонимающих что за огненную бесконечную колесницу они видят в ночном небе), и потенциальное воздействие на ночное небо. Некоторые из них достигали величин -2 или -3.
• Китайские космические станции Тяньгун, которые являются экспериментальными орбитальными модулями, запущенными Китаем с 2011 года. Первая из них, Тяньгун-1, вошла в атмосферу в 2018 году, но вторая, Тяньгун-2, все еще находится на орбите и имеет величину около -0.6.
• Космический телескоп Хаббл (ХСТ), который является одним из самых известных и продуктивных научных инструментов на орбите, имеющий величину около -0.5.

• * — Рубин Михаил Аркадьевич признан иностранным агентом