СЛИШКОМ ЯРКИЕ ДЛЯ НОЧНОГО НЕБА

Всего за несколько лет число спутников на орбите резко выросло — почти целиком за счёт гигантских группировок, таких как Starlink, OneWeb и Guowang. Они приносят интернет в отдалённые районы, но и оставляют яркие треки на снимках астрономов.

Меньше чем через год после первых запусков Starlink в 2019 году астрономы предложили простое правило: спутник, видимый в отражённом солнечном свете, должен быть не ярче 7-й звёздной величины — чуть тусклее самых слабых звёзд, которые человек может разглядеть на тёмном небе, — а для более высоких орбит предел чуть строже. Центр Международного астрономического союза по защите тёмного неба принял эту рекомендацию. Однако до сих пор мало какие измерения проверяли, соблюдают ли её спутники на деле: прежние кампании следили за небольшим числом специально отобранных целей.

Сеть для метеоров, обращённая к спутникам

Денис Вида, Питер Браун и их коллеги из Университета Западного Онтарио (Western University) в Канаде вместе с организацией Defence Research and Development Canada использовали Luciole — систему камер, созданную на основе Global Meteor Network. Как выражаются авторы, спутники можно рассматривать как очень медленные и долгие метеоры. Вместо того чтобы наводиться на известные спутники, Luciole набрасывает на небо оптическую сеть и записывает всё, что движется, 25 раз в секунду.

С 7 октября по 11 ноября 2024 года шесть чувствительных камер в обсерватории Элджинфилд в Онтарио зарегистрировали 24 812 треков 5118 различных спутников за 230 часов ясного неба. Яркость каждого спутника калибровали по звёздам на том же снимке.

Кто нарушает предел

Наблюдаемая популяция систематически ярче рекомендованного предела, особенно в перенаселённом орбитальном слое между 500 и 600 километрами. Чтобы честно сравнить операторов, команда подсчитала, как часто каждая группа превышала предел среди всех пролётов, во время которых её можно было увидеть:

Starlink: около 25% возможных пролётов — и, из-за огромных размеров группировки, около двух третей всех зарегистрированных слишком ярких пролётов.
Отработавшие корпуса ракет: около 21%. Ступени «Бриз» и «Чанчжэн» превышали предел на 97–99% реально наблюдавшихся пролётов.
Guowang/Hulianwang, формирующаяся китайская группировка: более половины возможных пролётов и все без исключения наблюдавшиеся. При запланированных 13 000 спутников авторы предупреждают, что она может стать главным источником оптического загрязнения неба, если её не сделать тусклее.
OneWeb: лишь около 6%. Более высокая орбита объясняет это не полностью, поскольку другие группировки на сходных или больших высотах выглядят гораздо ярче.

Прогресс тоже не гарантирован. С 2020 до начала 2024 года спутники Starlink становились тусклее, но новые модели Direct-to-Cell почти так же ярки, как самые первые. То, как их яркость меняется с углом наблюдения, указывает на сильные зеркальные блики, которые авторы правдоподобно связывают с большими плоскими антеннами Starlink, — так что одного затемнения поверхностей может оказаться недостаточно.

Сумеречное узкое место

Большинство низких спутников видно лишь тогда, когда они ещё освещены Солнцем, а на земле уже темно: в два часа после заката и перед восходом. Модель слоя на высоте 550 километров показывает около 3,3 часа интенсивной видимости за ночь круглый год между 35° южной и 35° северной широты. Более высокие спутники, на высоте около 1200 километров, остаются освещёнными бо́льшую часть ночи.

Сумерки драгоценны для астрономов: именно тогда они делают калибровочные снимки и охотятся за астероидами, сближающимися с Землёй. Авторы прогнозируют, что человек под тёмным небом в любой момент сумерек видит в поле зрения около 44 ярких спутников. Для обсерватории имени Веры Рубин примерно каждый третий 30-секундный сумеречный снимок должен содержать трек спутника.

Оценки снизу

Обзор выполнен в одном месте в средних северных широтах за 36 ночей с неподвижными камерами. В него также не попали спутники, ещё поднимающиеся на рабочую орбиту, — зачастую самые яркие, — так что цифры скорее занижены. Авторы предлагают свой «поток спутников» в качестве стандарта, которым может пользоваться любая обсерватория, и видят в результатах OneWeb эталон, которого остальная отрасль может достичь уже сейчас.