रात्रीच्या आकाशासाठी फारच तेजस्वी

अवघ्या काही वर्षांत, कक्षेतील उपग्रहांची संख्या झपाट्याने वाढली आहे, आणि याला जवळजवळ पूर्णपणे Starlink, OneWeb आणि Guowang सारखे महाकाय उपग्रह-समूह (constellations) कारणीभूत आहेत. ते दुर्गम भागांत इंटरनेट पोहोचवतात, पण खगोलशास्त्रज्ञांच्या प्रतिमांवर तेजस्वी मागही सोडतात.

2019 मधील पहिल्या Starlink प्रक्षेपणांनंतर वर्षभरातच खगोलशास्त्रज्ञांनी एक साधा नियम सुचवला: परावर्तित सूर्यप्रकाशात दिसणारा उपग्रह प्रत 7 (magnitude 7) पेक्षा तेजस्वी नसावा — अंधाऱ्या आकाशाखाली माणसाला दिसू शकणाऱ्या सर्वांत फिक्या ताऱ्यांपेक्षा किंचित फिका — आणि उंच कक्षांसाठी किंचित अधिक फिकी मर्यादा. आंतरराष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय संघटनेच्या (IAU) अंधारे आकाश जपण्यासाठीच्या केंद्राने ही शिफारस स्वीकारली. पण आतापर्यंत, उपग्रह प्रत्यक्षात ती पाळतात की नाही हे फार थोड्या मोजमापांनी तपासले होते: आधीच्या मोहिमांनी हाताने निवडलेल्या थोड्याच लक्ष्यांचा पाठपुरावा केला होता.

उल्कांसाठीचे जाळे, उपग्रहांकडे वळवलेले

कॅनडातील वेस्टर्न विद्यापीठातील डेनिस विडा (Denis Vida), पीटर ब्राउन (Peter Brown) आणि सहकाऱ्यांनी, कॅनडाच्या संरक्षण संशोधन व विकास संस्थेसोबत, Luciole ही कॅमेरा प्रणाली वापरली, जी ग्लोबल मीटिअर नेटवर्कपासून (Global Meteor Network) विकसित झाली आहे. लेखकांच्या शब्दांत, उपग्रहांकडे अतिशय मंद आणि दीर्घकाळ टिकणाऱ्या उल्का म्हणून पाहता येते. ज्ञात उपग्रहांकडे रोख धरण्याऐवजी, Luciole आकाशावर एक प्रकाशीय जाळे टाकते आणि हलणारी प्रत्येक गोष्ट सेकंदाला 25 वेळा नोंदवते.

7 ऑक्टोबर ते 11 नोव्हेंबर 2024 या काळात, ऑन्टारियोतील एल्गिनफील्ड वेधशाळेतील सहा संवेदनशील कॅमेऱ्यांनी 230 निरभ्र तासांत 5,118 वेगवेगळ्या उपग्रहांचे 24,812 माग नोंदवले. प्रत्येक उपग्रहाची तेजस्विता त्याच प्रतिमेतील ताऱ्यांच्या तुलनेत अंशांकित केली गेली.

मर्यादा कोण ओलांडते

निरीक्षित उपग्रह-समुदाय शिफारस केलेल्या मर्यादेपेक्षा पद्धतशीरपणे अधिक तेजस्वी आहे, विशेषतः 500 ते 600 किलोमीटरमधील गर्दीच्या कक्षीय थरात. संचालकांची न्याय्य तुलना करण्यासाठी, संघाने मोजले की प्रत्येक गट दिसू शकला असता अशा सर्व भ्रमणांपैकी किती वेळा त्याने मर्यादा ओलांडली:

Starlink: शक्य भ्रमणांपैकी सुमारे 25% — आणि, त्याच्या प्रचंड आकारामुळे, नोंदवलेल्या सर्व अति-तेजस्वी भ्रमणांपैकी सुमारे दोन तृतीयांश.
वापरून झालेले रॉकेटचे भाग: सुमारे 21%. Breeze आणि Long March रॉकेट-टप्प्यांनी प्रत्यक्ष निरीक्षित भ्रमणांपैकी 97–99% भ्रमणांत मर्यादा ओलांडली.
Guowang/Hulianwang, चीनचा उदयोन्मुख उपग्रह-समूह: शक्य भ्रमणांपैकी निम्म्याहून अधिक, आणि निरीक्षित प्रत्येक भ्रमण. 13,000 उपग्रह नियोजित असल्याने, लेखक इशारा देतात की तो फिका केला नाही तर प्रकाशीय आकाश-प्रदूषणाचा प्रमुख स्रोत बनू शकतो.
OneWeb: फक्त सुमारे 6%. त्याची उंच कक्षा हे संपूर्ण स्पष्टीकरण नाही, कारण तितक्याच किंवा अधिक उंचीवरील इतर उपग्रह-समूह कितीतरी अधिक तेजस्वी दिसतात.

प्रगतीची हमीही नाही. 2020 ते 2024 च्या सुरुवातीपर्यंत Starlink उपग्रह फिके होत गेले होते, पण नवी “Direct-to-Cell” मॉडेल जवळजवळ अगदी पहिल्या उपग्रहांइतकीच तेजस्वी आहेत. पाहण्याच्या कोनानुसार त्यांची तेजस्विता कशी बदलते यावरून आरशासारख्या तीव्र चकाकीचे संकेत मिळतात, ज्याचे कारण लेखक संभाव्यतः Starlink च्या मोठ्या सपाट अँटेनांना देतात — त्यामुळे फक्त पृष्ठभाग गडद करणे पुरेसे ठरणार नाही.

संधिप्रकाशाचा अडथळा

बहुतेक कमी उंचीवरील उपग्रह फक्त तेव्हाच दिसतात जेव्हा जमीन आधीच अंधारात असते पण ते अजूनही सूर्यप्रकाशात असतात: सूर्यास्तानंतरच्या आणि सूर्योदयापूर्वीच्या दोन तासांत. 550 किलोमीटरच्या थराचे एक मॉडेल दाखवते की 35 अंश दक्षिण आणि 35 अंश उत्तर अक्षांशांदरम्यान, वर्षभर, दररात्री सुमारे 3.3 तास तीव्र दृश्यमानता असते. सुमारे 1,200 किलोमीटर उंचीवरील उपग्रह रात्रीचा बहुतांश काळ प्रकाशित राहतात.

संधिप्रकाश खगोलशास्त्रज्ञांसाठी मौल्यवान असतो: याच वेळी ते अंशांकनाच्या प्रतिमा घेतात आणि पृथ्वीच्या जवळ येणाऱ्या लघुग्रहांचा शोध घेतात. लेखकांचे भाकीत आहे की अंधाऱ्या आकाशाखालील व्यक्तीला संधिप्रकाशाच्या कोणत्याही क्षणी आपल्या दृष्टिक्षेत्रात सुमारे 44 तेजस्वी उपग्रह दिसतात. व्हेरा सी. रुबिन वेधशाळेसाठी, संधिप्रकाशातील 30 सेकंदांच्या तीनपैकी सुमारे एका प्रतिमेत उपग्रहाचा माग असायला हवा.

किमान आकडे

हे सर्वेक्षण उत्तर गोलार्धाच्या मध्य अक्षांशावरील एकाच ठिकाणाहून, 36 रात्रींत, स्थिर कॅमेऱ्यांनी केलेले आहे. त्यातून अंतिम कक्षेकडे अजूनही चढत असलेले उपग्रह — जे बहुतेकदा सर्वांत तेजस्वी असतात — सुटतात, त्यामुळे हे आकडे, असलेच तर, कमी अंदाज आहेत. लेखक त्यांचा “उपग्रह फ्लक्स” कोणत्याही वेधशाळेला वापरता येईल असे मानक म्हणून सुचवतात, आणि OneWeb च्या निकालांकडे उद्योगातील इतरांना आताच गाठता येईल अशा मापदंडाच्या रूपात पाहतात.