«Хаббл» привыкли считать окном во Вселенную: никаких облаков, никакой городской засветки — только звёзды, галактики и туманности. Но теперь даже на орбите у телескопа появился свой «световой смог». Всё чаще кадры перерезают яркие полосы от спутников связи, а новое исследование NASA показывает: дальше будет только хуже.

Разбираемся, кто мешает «Хабблу», чем грозит всплеск запусков и можно ли вообще навести порядок на заполненной орбите.

Что узнали учёные: цифры, от которых астрономам не по себе

Работу выполнила группа специалистов NASA под руководством исследователя Алехандро Борлафа. В статье для журнала Nature они оценили, как растущее число коммерческих спутников будет влиять на четыре орбитальных телескопа — в том числе на легендарный Hubble.

Исходная точка уже тревожная. В архиве «Хаббла» за 2018–2021 годы полосы от спутников находят примерно в каждом двадцатом кадре. И это при том, что тогда на орбите находилось около пяти тысяч аппаратов.

Сегодня, по данным Европейского космического агентства, вокруг Земли летает уже свыше 15 тысяч активных спутников — главным образом телекоммуникационных. А если все заявленные проекты мегасозвездий вроде Starlink и других будут доведены до конца, счёт через десять лет может пойти на сотни тысяч объектов.

Учёные смоделировали, как в этих условиях будут видеть небо четыре телескопа. Для «Хаббла» получается в среднем более двух спутников на одну экспозицию. Для китайского орбитального телескопа Xuntian, который должен запуститься в ближайшие годы и имеет широкий угол обзора, прогноз ещё мрачнее: десятки пересекающих кадр траекторий за один снимок.

Важно, что у более дальних обсерваторий вроде телескопа Джеймса Уэбба проблема значительно меньше: их орбиты находятся дальше от пояса массовых спутников. То есть речь идёт прежде всего о тех инструментах, которые, как «Хаббл», летают сравнительно низко и делят пространство с густыми «ройми» аппаратов связи.

Почему свет от спутников так опасен для науки

Трасса спутника на снимке — это не просто эстетический дефект. Аппарат отражает свет Солнца, Луны или самой Земли и оставляет яркую полосу, которая перекрывает тонкие детали в кадре.

Астрономы работают с очень слабыми сигналами. Иногда всё, что говорит им о существовании далёкой планеты, — кратковременное падение яркости звезды на доли процента. Если в этот момент кадр пересечёт спутник, изменение просто потеряется в «засветке».

То же самое касается поиска астероидов, слабых галактик, тонких структур в туманностях. Там, где раньше телескоп фиксировал «чистое» небо, теперь появляется яркая рваная полоса. Чем больше спутников — тем выше риск, что нужная область окажется испорчена.

В наземной астрономии со световым загрязнением борются, уезжая подальше от городов и вводя ограничения на яркость наружной рекламы. На орбите такой роскоши нет: телескопы уже там, а новые спутники продолжают добавляться к «фоновой засветке».

Кто запускает все эти спутники и откуда такой рост

Резкий скачок числа аппаратов связан прежде всего с телекомом. За последние годы запуски сделали относительно недорогими многоразовые ракеты, а компании связи вложились в мегасозвездия — сети из тысяч малых спутников для широкополосного интернета, навигации и обслуживания устройств.

Starlink от SpaceX, проекты OneWeb и других операторов уже сегодня насчитывают тысячи спутников, причём каждая новая партия выводится почти ежемесячно. К ним добавляются аппараты дистанционного зондирования Земли, научные платформы, военные спутники.

С юридической точки зрения каждый запуск согласован с тем или иным национальным регулятором и международными нормами. Но эти правила почти не учитывают интересы астрономии: главное — чтобы спутник не мешал другим по радиочастотам и не создавал избыточного риска столкновений.

Для учёных же важна именно оптика: насколько ярким будет аппарат на ночном небе, как часто он будет пересекать поле зрения телескопа и насколько сильно «зальёт» кадр своим отблеском.

Что уже пробовали сделать и почему это не решает проблему

После первых жалоб астрономов некоторые операторы пошли на эксперименты. Спутники покрывали более тёмными материалами, разворачивали солнечные панели под углом, меняли ориентацию корпуса, чтобы уменьшить отражённый свет.

Эти меры действительно делали аппараты менее заметными визуально. Но вскрылась новая проблема: тёмные поверхности сильнее нагреваются, а значит, сами светят в инфракрасном диапазоне. Для телескопов, которые работают именно с таким излучением, это отдельный источник помех.

Другой путь — «обходить» спутники планированием наблюдений. Астрономические команды уже сейчас составляют расписания съёмок так, чтобы минимизировать вероятность пересечения с орбитами крупных групп аппаратов. Но чем плотнее становится орбита, тем меньше «окон», в которые можно безопасно смотреть.

Грубый вариант — просто выкидывать испорченные кадры и делать новые. Это тратит драгоценное время телескопа и научные бюджеты: каждая минута на орбитальной обсерватории стоит очень дорого.

Какой выход видят сами исследователи

Авторы работы прямо говорят: вопрос надо решать сейчас, пока количество аппаратов не выросло в разы. Чем дольше тянуть, тем сложнее будет изменить уже выстроенные орбитальные группировки.

Один из вариантов — договариваться об уровнях орбит. Если телескоп летает выше, а спутники — ниже, их пересечений в кадре становится меньше. Другой — ограничивать плотность спутников на отдельных высотах или в определённых наклонениях, чтобы оставлять «коридоры» для астрономических наблюдений.

Ещё один путь — международные договорённости о максимальной яркости аппаратов и прозрачности планов запусков. Если астрономы заранее знают параметры орбит и оптические характеристики спутников, им проще планировать наблюдения и компенсировать помехи программно.

Но главный принцип, который подчёркивают исследователи, прост: космос — не пустыня, где каждый может делать всё, что угодно. Это общая среда, и если превратить низкую орбиту в сплошное поле отражателей, пострадают и фундаментальная наука, и прикладные задачи — от мониторинга климата до поиска опасных астероидов.