МИЛЛИОН ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ НА ОРБИТЕ ГЛАЗАМИ ОБСЕРВАТОРИИ РУБИН

На высоте 2663 метра на горе Серро-Пачон в Чили в 2025 году начала работу обсерватория имени Веры К. Рубин. Её широкоугольный телескоп с главным зеркалом диаметром 8,36 метра и чрезвычайно чувствительная камера ведут обзор Legacy Survey of Space and Time (LSST). Только за первый год обзор соберёт больше данных, чем все предыдущие наблюдения оптической астрономии вместе взятые.

Тем временем операторы наперегонки готовятся запускать спутники нового типа: орбитальные центры обработки данных, космические аппараты с компьютерами на борту. Заявки SpaceX и Starcloud в Федеральную комиссию связи США (FCC), вместе с планами Axiom Space, Orbital, Blue Origin, Project Suncatcher и других, в сумме предполагают гораздо больше миллиона таких аппаратов на низкой орбите. К июню 2026 года в полёте побывали лишь несколько прототипов.

Рой, построенный по одной заявке

Наян Джангид и Зигфрид Эггль (Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне), Мередит Ролз и Питер Йоахим (Вашингтонский университет и обсерватория Рубин) и Конни Уокер (NSF NOIRLab) — все они также входят в Центр МАС по защите тёмного и тихого неба — построили модельную группировку по заявке SpaceX: 998 240 спутников на 94 орбитальных оболочках (высотных слоях) на высотах от 686 до 1002 км. Половина находится на орбитах с наклоном около 30 градусов к экватору. Другая половина — на солнечно-синхронных орбитах: они следуют вдоль границы между днём и ночью.

Каждый спутник смоделирован как увеличенный аппарат наподобие Starlink: корпус примерно 7 на 3,5 метра, солнечные панели, рассчитанные на 400 киловатт, и белый или посеребрённый радиатор с двумя гранями по 110 квадратных метров каждая, чтобы сбрасывать тепло компьютеров.

Затем шестиступенчатый конвейер проследил каждый спутник на протяжении одного смоделированного года расписания обсерватории: какие 30-секундные экспозиции он пересекает, освещён ли он Солнцем, насколько ярким выглядит его след в каждом из шести цветных фильтров камеры и сколько пикселей он портит.

Четыре снимка из пяти в худшие ночи

В среднем симуляция насчитывает около 180 000 пролётов спутников через поле зрения обсерватории и 60 000 освещённых следов за ночь. В некоторые ночи, в зависимости от времени года, до 80% снимков обсерватории содержат хотя бы один освещённый след; в среднем за год эта доля ближе к 20%. Эта цифра охватывает всю группировку и все фильтры; конкретной ночи в статье не названо, а пики разбросаны по всему году.

Ночь за ночью в течение смоделированного года: зелёным — доля снимков обсерватории Рубин, пересечённых любым спутником; красным — освещённым Солнцем и видимым. Пропуски — ночи без наблюдений. — Рисунок 1, Jangid et al. (2026), arXiv:2610.31772.

Солнечно-синхронные спутники наносят несоразмерный ущерб: двигаясь вдоль границы дня и ночи, они остаются освещёнными, когда над обсерваторией уже темно.

Яркость подчиняется двум режимам. Диффузное отражение обычно даёт звёздную величину около 6; на этой шкале меньшие числа означают бо́льшую яркость. Зеркальные вспышки отражения от гигантских солнечных панелей достигают величины от 2 до 4. За год 83,9% из примерно 9 миллионов освещённых следов ярче 7-й величины — предела, рекомендованного Международным астрономическим союзом, а более 229 000 ярче 2-й величины и легко видны невооружённым глазом; для них модель списывает каждую детекторную микросхему, которую пересекает след (в камере их 189).

В сумерки типичный снимок содержит около 100 видимых следов одновременно. В типичную ночь обсерватория теряла бы от 5 до 10% сумеречных пикселей, а отдельные снимки — больше 90%. Авторы предупреждают, что их метод, вероятно, завышает число следов, достаточно ярких, чтобы переполнить пиксели (насытить их).

Светящиеся сумерки

Сложив свет всех освещённых спутников над горизонтом, команда также рассчитала, насколько ярче становится само небо. В репрезентативную безлунную ночь, 15 июля 2026 года, спутники добавляют в сумерках более 1000% естественного свечения неба в фильтрах u (ближний ультрафиолет), g (зелёный) и r (красный); на рисунке 11 полоса g перед рассветом превышает 3000%. Фильтры g и r обычно используются в сумерки для поиска потенциально опасных объектов Солнечной системы. В самой глубокой части ночи, когда спутники уходят в тень Земли, избыток падает почти до нуля. Даже в полнолуние свечение неба растёт более чем на 100% в нескольких фильтрах. Авторы предполагают, что именно эта засветка может оказаться главным вредом для науки.

Яркость неба в безлунную ночь 15 июля 2026 года, от фильтра u (вверху) до фильтра y (внизу): синим — естественное небо, красным — со спутниками; справа — прирост в процентах, наибольший в вечерних и утренних сумерках. — Рисунок 11, Jangid et al. (2026), arXiv:2610.31772.

Простого решения нет

Команда проверила обычные средства. При всего 10% группировки, около 100 000 спутников, сумеречные снимки всё равно теряют 2,33% пикселей за ночь против 6,88% при полном флоте, а один снимок теряет 87%. Десятикратное сокращение не делит ущерб на десять, потому что одной яркой вспышки достаточно, чтобы завладеть снимком. Более низкие орбиты дольше держат спутники в тени, но вспышки в сумерки остаются, а меньший срок службы означает больше запусков. Операторы могли бы отводить вспышки от Чили, но только для одной компании и одной обсерватории за раз. Наведение телескопа на восток в вечерних сумерках и на запад в утренних выглядит многообещающе, но не моделировалось.

У исследования есть и собственные слепые зоны: идеализированные орбиты, на которых каждое положение известно точно, нет космического мусора, нет тёмных спутников, проходящих перед звёздами, нет радиоастрономии. А один из перечисленных видов ущерба необратим: для явления, наблюдаемого лишь однажды, яркий след на неудачном детекторе означает, что событие просто упущено и пронаблюдать его повторно уже нельзя.