रात के आसमान के लिए बहुत ज़्यादा चमकीले

कुछ ही वर्षों में कक्षा में उपग्रहों की संख्या तेज़ी से बढ़ी है, और इसकी वजह लगभग पूरी तरह से स्टारलिंक (Starlink), वनवेब (OneWeb) और गुओवांग (Guowang) जैसे विशाल तारामंडल हैं। वे दूरदराज़ इलाक़ों तक इंटरनेट पहुँचाते हैं, लेकिन खगोलविदों की तस्वीरों पर चमकीली लकीरें भी छोड़ जाते हैं।

2019 में स्टारलिंक के पहले प्रक्षेपणों के एक साल के भीतर, खगोलविदों ने एक सीधा-सा नियम सुझाया: परावर्तित धूप में दिखने वाला कोई उपग्रह मैग्नीट्यूड 7 से ज़्यादा चमकीला नहीं होना चाहिए — यानी अँधेरे आसमान के नीचे कोई इंसान जो सबसे धुँधले तारे देख सकता है, उनसे थोड़ा फीका — और ऊँची कक्षाओं के लिए इससे थोड़ी फीकी सीमा। अंतरराष्ट्रीय खगोलीय संघ (IAU) के अँधेरे आसमान की रक्षा करने वाले केंद्र ने इस सिफ़ारिश को अपनाया। फिर भी अब तक बहुत कम मापनों ने जाँचा था कि उपग्रह सचमुच इसका पालन करते हैं या नहीं: पहले के अभियानों ने हाथ से चुने गए थोड़े-से लक्ष्यों पर ही नज़र रखी थी।

उल्काओं का जाल, उपग्रहों की ओर मोड़ा गया

कनाडा की वेस्टर्न यूनिवर्सिटी के डेनिस विदा, पीटर ब्राउन और उनके सहयोगियों ने, डिफ़ेंस रिसर्च एंड डेवलपमेंट कनाडा के साथ मिलकर, Luciole का इस्तेमाल किया — यह ग्लोबल मीटियोर नेटवर्क (Global Meteor Network) से निकली एक कैमरा प्रणाली है। लेखकों के शब्दों में, उपग्रहों को बहुत धीमी, देर तक टिकने वाली उल्काओं की तरह देखा जा सकता है। ज्ञात उपग्रहों की ओर इशारा करने के बजाय, Luciole आसमान पर एक प्रकाशीय जाल डालता है और हर चलती चीज़ को प्रति सेकंड 25 बार दर्ज करता है।

7 अक्टूबर से 11 नवंबर 2024 तक, ओंटारियो की एल्जिनफ़ील्ड वेधशाला में छह संवेदनशील कैमरों ने 230 साफ़ घंटों में 5,118 अलग-अलग उपग्रहों के 24,812 पथ दर्ज किए। हर उपग्रह की चमक को उसी तस्वीर के तारों के मुक़ाबले कैलिब्रेट किया गया।

सीमा कौन तोड़ता है

देखे गए उपग्रह व्यवस्थित रूप से सुझाई गई सीमा से ज़्यादा चमकीले हैं, ख़ास तौर पर 500 से 600 किलोमीटर के बीच की भीड़ भरी कक्षीय परत में। ऑपरेटरों की निष्पक्ष तुलना के लिए टीम ने गिना कि हर समूह ने उन सभी गुज़रावों में से, जिनमें वह दिख सकता था, कितनी बार सीमा पार की:

स्टारलिंक: लगभग 25% संभावित गुज़राव — और अपने विशाल आकार की वजह से, दर्ज किए गए सभी ज़्यादा-चमकीले गुज़रावों का लगभग दो-तिहाई।
इस्तेमाल हो चुके रॉकेट-ढाँचे: लगभग 21%। ब्रीज़ (Breeze) और लॉन्ग मार्च रॉकेट चरणों ने वास्तव में देखे गए 97–99% गुज़रावों में सीमा पार की।
गुओवांग/हुलियानवांग, चीन का उभरता तारामंडल: आधे से ज़्यादा संभावित गुज़राव, और देखा गया हर एक गुज़राव। 13,000 उपग्रहों की योजना को देखते हुए लेखक चेतावनी देते हैं कि जब तक इसे फीका नहीं किया जाता, यह प्रकाशीय आकाश-प्रदूषण का सबसे बड़ा स्रोत बन सकता है।
वनवेब: सिर्फ़ लगभग 6%। उसकी ऊँची कक्षा पूरी व्याख्या नहीं है, क्योंकि मिलती-जुलती या ज़्यादा ऊँचाई पर मौजूद दूसरे तारामंडल कहीं ज़्यादा चमकीले दिखते हैं।

प्रगति की भी कोई गारंटी नहीं है। स्टारलिंक उपग्रह 2020 से 2024 की शुरुआत तक फीके होते जा रहे थे, लेकिन नए “डायरेक्ट-टू-सेल” (Direct-to-Cell) मॉडल लगभग पहले वाले उपग्रहों जितने ही चमकीले हैं। देखने के कोण के साथ उनकी चमक जिस तरह बदलती है, वह दर्पण जैसी तेज़ कौंध की ओर इशारा करती है, जिसका कारण लेखक संभावित रूप से स्टारलिंक के बड़े सपाट एंटेना को मानते हैं — इसलिए सिर्फ़ सतहों को गहरा करना शायद काफ़ी न हो।

धुँधलके की अड़चन

ज़्यादातर निचले उपग्रह तभी दिखते हैं जब वे अभी धूप में हों और ज़मीन पर अँधेरा हो चुका हो: यानी सूर्यास्त के बाद और सूर्योदय से पहले के दो घंटों में। 550 किलोमीटर की परत का एक मॉडल दिखाता है कि 35 डिग्री दक्षिण और 35 डिग्री उत्तर के बीच पूरे साल हर रात लगभग 3.3 घंटे तीव्र दृश्यता रहती है। लगभग 1,200 किलोमीटर वाले ऊँचे उपग्रह रात के ज़्यादातर हिस्से में रोशन रहते हैं।

धुँधलका खगोलविदों के लिए क़ीमती है: इसी समय वे कैलिब्रेशन तस्वीरें लेते हैं और पृथ्वी के क़रीब आने वाले क्षुद्रग्रहों की खोज करते हैं। लेखकों का अनुमान है कि अँधेरे आसमान के नीचे खड़ा एक व्यक्ति धुँधलके के किसी भी पल अपने दृष्टि-क्षेत्र में लगभग 44 चमकीले उपग्रह देखता है। वेरा सी. रूबिन वेधशाला के लिए धुँधलके की लगभग हर तीन में से एक 30-सेकंड की तस्वीर में किसी उपग्रह की लकीर होनी चाहिए।

निचली सीमाएँ

यह सर्वेक्षण मध्य-उत्तरी अक्षांश पर एक ही जगह से, 36 रातों में, स्थिर कैमरों से किया गया है। इसमें वे उपग्रह भी छूट जाते हैं जो अभी अपनी अंतिम कक्षा तक चढ़ रहे होते हैं, और जो अक्सर सबसे चमकीले होते हैं — इसलिए ये आँकड़े, अगर कुछ हैं, तो कम करके आँके गए हैं। लेखक अपने “उपग्रह फ़्लक्स” को एक ऐसे मानक के रूप में प्रस्तावित करते हैं जिसे कोई भी वेधशाला इस्तेमाल कर सके, और वनवेब के नतीजों को एक ऐसा पैमाना मानते हैं जिस पर बाक़ी उद्योग अभी से खरा उतर सकता है।