कक्षेतील दहा लाख डेटा सेंटर, रुबिनच्या नजरेतून

चिलीतील सेरो पाचोन (Cerro Pachón) वर 2,663 मीटर उंचीवर असलेली वेरा सी. रुबिन वेधशाळा 2025 मध्ये कार्यरत झाली. 8.36 मीटरचा मुख्य आरसा असलेली तिची विस्तृत-क्षेत्र दुर्बीण आणि अतिशय संवेदनशील कॅमेरा मिळून Legacy Survey of Space and Time (LSST) हे सर्वेक्षण करतात. केवळ पहिल्या वर्षातच हे सर्वेक्षण आजवरच्या सर्व प्रकाशीय खगोलशास्त्रीय निरीक्षणांच्या एकत्रित माहितीपेक्षा अधिक माहिती गोळा करेल.

दरम्यान, उपग्रह-चालक एका नव्या प्रकारचे उपग्रह सोडण्याच्या शर्यतीत आहेत: कक्षेतील डेटा सेंटर, म्हणजे संगणक वाहून नेणारी अंतराळयाने. SpaceX आणि Starcloud यांनी अमेरिकेच्या फेडरल कम्युनिकेशन्स कमिशनकडे केलेले अर्ज, तसेच Axiom Space, Orbital, Blue Origin, Project Suncatcher आणि इतरांच्या योजना, मिळून अशा दहा लाखांहून कितीतरी अधिक उपग्रहांचा खालच्या कक्षेत प्रस्ताव मांडतात. जून 2026 मध्ये केवळ काही प्रारूपेच उडाली होती.

एका अर्जावरून उभारलेला थवा

Nayan Jangid आणि Siegfried Eggl (University of Illinois Urbana-Champaign), Meredith Rawls आणि Peter Yoachim (University of Washington आणि रुबिन वेधशाळा) आणि Connie Walker (NSF NOIRLab), जे सर्व IAU Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky चेही सदस्य आहेत, यांनी SpaceX च्या अर्जावरून एक प्रारूप उपग्रह-समूह तयार केला: 686 ते 1,002 km उंचीवरील 94 कक्षीय कवचांवर (उंचीचे वेगवेगळे थर) 9,98,240 उपग्रह. त्यांपैकी निम्मे विषुववृत्ताशी सुमारे 30 अंश कललेल्या कक्षांवर आहेत. उरलेले निम्मे सूर्य-समकालिक (Sun-synchronous) आहेत: त्यांच्या कक्षा दिवस आणि रात्र यांच्या सीमारेषेच्या बाजूने जातात.

प्रत्येक उपग्रहाचे प्रारूप Starlink सारख्या यानाची मोठी केलेली आवृत्ती म्हणून तयार केले आहे: सुमारे 7 बाय 3.5 मीटरचा मुख्य भाग, 400 किलोवॅटसाठी आकारलेले सौर पॅनेल, आणि संगणकांची उष्णता बाहेर टाकण्यासाठी प्रत्येकी 110 चौरस मीटरच्या दोन बाजू असलेला पांढरा किंवा चंदेरी रेडिएटर.

त्यानंतर सहा टप्प्यांच्या एका प्रक्रियेने रुबिनच्या एका वर्षाच्या सिम्युलेट केलेल्या वेळापत्रकात प्रत्येक उपग्रहाचा मागोवा घेतला: तो कोणती 30 सेकंदांची छायाचित्रे (exposures) ओलांडतो, तो सूर्यप्रकाशित आहे का, कॅमेऱ्याच्या सहा रंग-फिल्टरपैकी प्रत्येकात त्याची रेघ किती तेजस्वी दिसते, आणि तो किती पिक्सेल खराब करतो.

सर्वांत वाईट रात्री, पाचपैकी चार प्रतिमा

सरासरी पाहता, हे सिम्युलेशन प्रत्येक रात्री रुबिनच्या दृष्टिक्षेत्रातून सुमारे 1,80,000 उपग्रह-भ्रमण आणि 60,000 सूर्यप्रकाशित रेघा मोजते. वर्षातील काळानुसार काही रात्री रुबिनच्या 80% पर्यंत प्रतिमांमध्ये किमान एक प्रकाशित रेघ असते; वर्षभराची सरासरी घेतली तर हे प्रमाण 20% च्या जवळपास आहे. हा आकडा संपूर्ण उपग्रह-समूह आणि सर्व फिल्टर यांना लागू होतो; शोधनिबंधात कोणत्याही एका रात्रीचे नाव नाही, आणि हे उच्चांक वर्षभर विखुरलेले आहेत.

सिम्युलेट केलेल्या एका वर्षातील प्रत्येक रात्र: हिरव्या रंगात, कोणत्याही उपग्रहाने ओलांडलेल्या रुबिन प्रतिमांचे प्रमाण; लाल रंगात, सूर्यप्रकाशित, दिसणाऱ्या उपग्रहाने ओलांडलेल्यांचे. मोकळ्या जागा म्हणजे निरीक्षण न झालेल्या रात्री. — Figure 1, Jangid et al. (2026), arXiv:2610.31772.

सूर्य-समकालिक उपग्रह प्रमाणाबाहेर नुकसान करतात: दिवस-रात्रीच्या सीमारेषेवरून प्रवास करत असल्याने, वेधशाळेवर अंधार पडलेला असतानाही ते प्रकाशित राहतात.

तेजस्विता दोन प्रकारे वागते. विखुरलेल्या परावर्तनामुळे सामान्यतः सुमारे 6 दृश्यप्रत (magnitude) मिळते; या मोजपट्टीवर संख्या जितकी लहान तितकी वस्तू अधिक तेजस्वी. प्रचंड सौर पॅनेलवरून आरशासारख्या परावर्तित होणाऱ्या चमका 2 ते 4 दृश्यप्रतपर्यंत पोहोचतात. वर्षभरातील सुमारे 90 लाख सूर्यप्रकाशित रेघांपैकी 83.9% रेघा आंतरराष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय संघाने शिफारस केलेल्या 7 दृश्यप्रतच्या मर्यादेपेक्षा अधिक तेजस्वी आहेत, आणि 2,29,000 हून अधिक रेघा 2 दृश्यप्रतपेक्षा तेजस्वी, म्हणजे नुसत्या डोळ्यांना सहज दिसणाऱ्या आहेत; त्यांच्या बाबतीत, रेघ ज्या ज्या संवेदक-चिप ओलांडते ती प्रत्येक चिप हे मॉडेल निकामी धरते (कॅमेऱ्यात अशा 189 चिप आहेत).

संधिप्रकाशात, एका सामान्य प्रतिमेत एकाच वेळी सुमारे 100 दिसणाऱ्या रेघा असतात. एका सामान्य रात्री रुबिन संधिप्रकाशातील 5 ते 10% पिक्सेल गमावेल, आणि काही एकेकट्या प्रतिमा 90% हून अधिक. लेखक नमूद करतात की पिक्सेल ओसंडून जाण्याइतक्या (संपृक्त होण्याइतक्या, saturate) तेजस्वी रेघांची संख्या त्यांची पद्धत बहुधा जास्त अंदाजते.

उजळलेला संधिप्रकाश

क्षितिजावरील प्रत्येक सूर्यप्रकाशित उपग्रहाचा प्रकाश एकत्र करून, टीमने आकाश स्वतः किती अधिक उजळ होते याचेही गणित केले. 15 जुलै 2026 या चंद्र नसलेल्या प्रातिनिधिक रात्री, संधिप्रकाशात u (जवळचा अतिनील), g (हिरवा) आणि r (लाल) फिल्टरमध्ये उपग्रह आकाशाच्या नैसर्गिक तेजात 1,000% हून अधिक भर घालतात; आकृती 11 मध्ये, पहाटेपूर्वी g पट्टा 3,000% च्या वर उच्चांक गाठतो. सूर्यमालेतील संभाव्य धोकादायक वस्तू शोधण्यासाठी संधिप्रकाशात सामान्यतः g आणि r हेच फिल्टर वापरले जातात. रात्रीच्या सर्वांत गडद भागात, उपग्रह पृथ्वीच्या सावलीत गेल्यावर, ही अतिरिक्त भर जवळजवळ शून्यावर येते. पौर्णिमेच्या चंद्राखालीही अनेक फिल्टरमध्ये आकाशाचे तेज 100% हून अधिक वाढते. लेखक सुचवतात की हे उजळणेच विज्ञानाला होणारे प्रमुख नुकसान ठरू शकते.

15 जुलै 2026 च्या चंद्र नसलेल्या रात्रभरातील आकाशाचे तेज, u फिल्टरपासून (वर) y फिल्टरपर्यंत (खाली): निळ्या रंगात नैसर्गिक आकाश, लाल रंगात उपग्रहांसह; उजवीकडे टक्केवारीतील वाढ, सांजवेळी आणि पहाटे सर्वाधिक. — Figure 11, Jangid et al. (2026), arXiv:2610.31772.

सोपा उपाय नाही

टीमने नेहमीचे उपाय तपासून पाहिले. उपग्रह-समूहाच्या केवळ 10%, म्हणजे सुमारे 1,00,000 उपग्रह असतानाही, संधिप्रकाशातील प्रतिमा प्रत्येक रात्री त्यांचे 2.33% पिक्सेल गमावतात, संपूर्ण ताफ्यासह 6.88% च्या तुलनेत, आणि एक प्रतिमा 87% गमावते. संख्या दहापटीने कमी केल्याने नुकसान दहापटीने कमी होत नाही, कारण एकच तेजस्वी चमक प्रतिमेवर वर्चस्व गाजवण्यास पुरेशी असते. खालच्या कक्षांमुळे उपग्रह अधिक काळ सावलीत राहतात, पण संधिप्रकाशात चमका कायम राहतात आणि कमी आयुष्यामुळे अधिक प्रक्षेपणे करावी लागतात. उपग्रह-चालक चमका चिलीपासून दूर वळवू शकतील, पण एका वेळी एकाच कंपनीसाठी आणि एकाच वेधशाळेसाठी. सांजवेळी रुबिन पूर्वेकडे आणि पहाटे पश्चिमेकडे वळवणे आशादायक दिसते, पण त्याचे सिम्युलेशन केलेले नाही.

या अभ्यासाचेही स्वतःचे आंधळे कोपरे आहेत: ज्यांचे प्रत्येक स्थान अचूक माहीत आहे अशा आदर्शीकृत कक्षा, अवकाशातील कचरा नाही, ताऱ्यांसमोरून जाणारे काळे उपग्रह नाहीत, रेडिओ खगोलशास्त्र नाही. आणि त्याने नोंदवलेले एक नुकसान भरून काढता येत नाही: केवळ एकदाच दिसणाऱ्या घटनेच्या बाबतीत, चुकीच्या संवेदकावरून गेलेली एक तेजस्वी रेघ म्हणजे ती घटना सरळ हुकली, पुन्हा निरीक्षणाची कोणतीही संधी न राहता.