مليون مركز بيانات في المدار كما يراها مرصد روبين

على ارتفاع 2,663 مترًا فوق جبل سيرو باتشون (Cerro Pachón) في تشيلي، بدأ مرصد فيرا سي. روبين العمل في عام 2025. ويُجري تلسكوبه واسع المجال، ذو المرآة الرئيسية البالغ قطرها 8.36 أمتار، وكاميرته الفائقة الحساسية، مسح الإرث للمكان والزمان (LSST). وفي عامه الأول وحده، سيجمع المسح بيانات تفوق ما جمعته كل أرصاد الفلك البصري السابقة مجتمعة.

في الأثناء، يتسابق المشغّلون لإطلاق نوع جديد من الأقمار الصناعية: مراكز البيانات المدارية، وهي مركبات فضائية تحمل حواسيب. فالطلبات التي قدمتها SpaceX وStarcloud إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية، إلى جانب خطط Axiom Space وOrbital وBlue Origin وProject Suncatcher وغيرها، تقترح مجتمعةً ما يزيد كثيرًا على مليون منها في المدار المنخفض. وحتى يونيو 2026، لم يكن قد حلّق منها سوى بضعة نماذج أولية.

سرب مبني على طلب ترخيص

بنى ناين جانجيد (Nayan Jangid) وزيغفريد إيغل (Siegfried Eggl) (جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين)، وميريديث رولز (Meredith Rawls) وبيتر يواكيم (Peter Yoachim) (جامعة واشنطن ومرصد روبين)، وكوني ووكر (Connie Walker) (مختبر NOIRLab التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم)، وجميعهم أعضاء أيضًا في مركز الاتحاد الفلكي الدولي لحماية السماء المظلمة والهادئة، كوكبةً نموذجية انطلاقًا من طلب SpaceX: 998,240 قمرًا صناعيًا موزعة على 94 قشرة مدارية (طبقات ارتفاع) بين 686 و1,002 كم فوق الأرض. نصفها على مدارات مائلة نحو 30 درجة عن خط الاستواء. والنصف الآخر متزامن مع الشمس: أي أن مداراته تتبع الحد الفاصل بين النهار والليل.

يُنمذَج كل قمر صناعي على أنه نسخة مكبّرة من مركبة شبيهة بأقمار ستارلينك: جسم أبعاده نحو 7 في 3.5 أمتار، وألواح شمسية مصممة لقدرة 400 كيلوواط، ومشعّ حراري أبيض أو مفضّض له وجهان مساحة كل منهما 110 أمتار مربعة لتصريف حرارة الحواسيب.

ثم تتبعت سلسلة معالجة من ست مراحل كل قمر صناعي عبر عام محاكى من جدول عمل روبين: أي التعريضات ذات الثلاثين ثانية يعبرها، وهل هو مضاء بالشمس، وما مدى سطوع خطّه في كل من مرشحات الكاميرا الستة للألوان، وكم بكسلًا يُتلف.

أربع صور من كل خمس، في أسوأ الليالي

في المتوسط، تحصي المحاكاة نحو 180,000 عبور لأقمار صناعية في مجال رؤية روبين و60,000 خط مضاء بالشمس في الليلة الواحدة. وفي بعض الليالي، بحسب وقت السنة، تحتوي ما يصل إلى 80% من صور روبين على خط مضاء واحد على الأقل؛ وبالمتوسط على مدار العام، تقترب النسبة من 20%. ويشمل هذا الرقم الكوكبة كلها وجميع المرشحات؛ ولا تسمّي الورقة ليلة بعينها، والذُّرى موزعة على مدار العام.

ليلةً بعد ليلة على مدى عام محاكى: بالأخضر، نسبة صور روبين التي يعبرها أي قمر صناعي؛ وبالأحمر، تلك التي يعبرها قمر مضاء بالشمس ومرئي. والفجوات ليالٍ بلا أرصاد. — الشكل 1، Jangid وآخرون (2026)، arXiv:2610.31772.

تُلحق الأقمار المتزامنة مع الشمس ضررًا غير متناسب: فهي إذ تسير على امتداد الحد الفاصل بين النهار والليل، تبقى مضاءة حين يكون الظلام قد حلّ فعلًا على المرصد.

يتبع السطوع نظامين. فالانعكاس المنتشر يعطي عادة قدرًا ظاهريًا نحو 6؛ وعلى هذا المقياس، تعني الأرقام الأصغر سطوعًا أكبر. أما الومضات الشبيهة بانعكاس المرآة على الألواح الشمسية العملاقة فتبلغ القدر 2 إلى 4. وعلى مدار العام، يكون 83.9% من نحو 9 ملايين خط مضاء أسطع من القدر 7، وهو الحد الذي يوصي به الاتحاد الفلكي الدولي، ويكون أكثر من 229,000 منها أسطع من القدر 2، أي مرئيًا بسهولة بالعين المجردة؛ وبالنسبة لهذه، يَعُدّ النموذج كل رقاقة كاشف يعبرها الخط تالفة (في الكاميرا 189 رقاقة).

في الشفق، تحتوي الصورة النموذجية على نحو 100 خط مرئي في آن واحد. وسيفقد روبين من 5 إلى 10% من بكسلات الشفق في ليلة نموذجية، وتفقد صور منفردة أكثر من 90%. وينبّه المؤلفون إلى أن طريقتهم تبالغ على الأرجح في تقدير عدد الخطوط الساطعة بما يكفي لإغراق البكسلات (إشباعها).

شفق متوهج

بجمع ضوء كل الأقمار الصناعية المضاءة بالشمس فوق الأفق، حسب الفريق أيضًا مقدار ازدياد سطوع السماء نفسها. ففي ليلة نموذجية بلا قمر، هي ليلة 15 يوليو 2026، تضيف الأقمار الصناعية أكثر من 1,000% من التوهج الطبيعي للسماء أثناء الشفق في المرشحات u (فوق البنفسجي القريب) وg (الأخضر) وr (الأحمر)؛ وفي الشكل 11، يبلغ النطاق g ذروة تتجاوز 3,000% قبل الفجر. والمرشحان g وr هما عادةً المستخدمان عند الشفق لاكتشاف الأجرام التي يُحتمل أن تشكل خطرًا في المجموعة الشمسية. وفي أعمق ساعات الليل، حين تدخل الأقمار الصناعية في ظل الأرض، يهبط الفائض إلى ما يقارب الصفر. وحتى تحت البدر، يرتفع توهج السماء بأكثر من 100% في عدة مرشحات. ويرى المؤلفون أن هذا الازدياد في السطوع قد يتبيّن أنه الضرر الأكبر على العلم.

سطوع السماء طوال ليلة 15 يوليو 2026 الخالية من القمر، من المرشح u (في الأعلى) إلى المرشح y (في الأسفل): بالأزرق السماء الطبيعية، وبالأحمر مع الأقمار الصناعية؛ وعلى اليمين نسبة الزيادة المئوية، وهي في أعلاها عند الغسق والفجر. — الشكل 11، Jangid وآخرون (2026)، arXiv:2610.31772.

لا حل سهلًا

اختبر الفريق العلاجات المعتادة. فمع 10% فقط من الكوكبة، أي نحو 100,000 قمر صناعي، تظل صور الشفق تفقد 2.33% من بكسلاتها في الليلة، مقابل 6.88% مع الأسطول كاملًا، وتفقد إحدى الصور 87%. فالتقليص بعشرة أضعاف لا يقسم الضرر على عشرة، لأن ومضًا ساطعًا واحدًا يكفي ليطغى على صورة. والمدارات الأدنى تُبقي الأقمار الصناعية في الظل مدة أطول، لكن الومضات تبقى عند الشفق، وقِصَر العمر يعني مزيدًا من عمليات الإطلاق. ويمكن للمشغّلين توجيه الومضات بعيدًا عن تشيلي، لكن لشركة واحدة ومرصد واحد في كل مرة. ويبدو توجيه روبين نحو الشرق عند الغسق ونحو الغرب عند الفجر واعدًا، لكنه لم يخضع للمحاكاة.

وللدراسة نقاطها العمياء الخاصة: مدارات مثالية يُعرف كل موضع فيها بدقة، ولا حطام فضائي، ولا أقمار صناعية معتمة تمر أمام النجوم، ولا علم فلك راديوي. كما أن أحد الأضرار التي تعدّدها لا يمكن تداركه: ففي ظاهرة لا تُرى إلا مرة واحدة، يعني خطٌّ ساطع على الكاشف الخطأ أن الحدث يضيع ببساطة، دون أي فرصة لرصد لاحق.