కక్ష్యలో పది లక్షల డేటా సెంటర్లు, రూబిన్ కంటికి ఎలా కనిపిస్తాయి

చిలీలోని సెర్రో పచోన్‌పై 2,663 మీటర్ల ఎత్తులో, వెరా సి. రూబిన్ అబ్జర్వేటరీ 2025లో పని ప్రారంభించింది. 8.36 మీటర్ల ప్రధాన దర్పణం ఉన్న దాని విశాల-క్షేత్ర టెలిస్కోప్, అత్యంత సున్నితమైన దాని కెమెరా కలిసి లెగసీ సర్వే ఆఫ్ స్పేస్ అండ్ టైమ్ (LSST)ను నిర్వహిస్తాయి. కేవలం మొదటి సంవత్సరంలోనే, ఈ సర్వే అంతకుముందు జరిగిన దృశ్య (ఆప్టికల్) ఖగోళ పరిశీలనలన్నీ కలిపిన దానికంటే ఎక్కువ డేటాను సేకరిస్తుంది.

ఇంతలో, నిర్వాహకులు ఒక కొత్త రకం ఉపగ్రహాన్ని ప్రయోగించడానికి పోటీ పడుతున్నారు: కక్ష్యలోని డేటా సెంటర్లు (orbital data centres), కంప్యూటర్లను మోసుకెళ్లే అంతరిక్ష నౌకలు. SpaceX, Starcloud అమెరికా ఫెడరల్ కమ్యూనికేషన్స్ కమిషన్‌కు సమర్పించిన దరఖాస్తులు, Axiom Space, Orbital, Blue Origin, Project Suncatcher, ఇతరుల ప్రణాళికలు కలిసి వీటిని దిగువ కక్ష్యలో పది లక్షలకు పైగా ప్రతిపాదిస్తున్నాయి. 2026 జూన్ నాటికి, కొన్ని నమూనాలు (prototypes) మాత్రమే ఎగిరాయి.

ఒక దరఖాస్తు నుంచి నిర్మించిన గుంపు

Nayan Jangid, Siegfried Eggl (యూనివర్సిటీ ఆఫ్ ఇల్లినాయిస్ అర్బానా-షాంపేన్), Meredith Rawls, Peter Yoachim (యూనివర్సిటీ ఆఫ్ వాషింగ్టన్, రూబిన్ అబ్జర్వేటరీ), Connie Walker (NSF NOIRLab) — వీరంతా IAU సెంటర్ ఫర్ ది ప్రొటెక్షన్ ఆఫ్ ది డార్క్ అండ్ క్వైట్ స్కై సభ్యులు కూడా — SpaceX దరఖాస్తు ఆధారంగా ఒక నమూనా ఉపగ్రహ సమూహాన్ని (constellation) నిర్మించారు: 686 నుంచి 1,002 కి.మీ. ఎత్తు మధ్య 94 కక్ష్య పొరలపై (ఎత్తును బట్టి ఉండే అంచెలు) 9,98,240 ఉపగ్రహాలు. సగం భూమధ్యరేఖకు సుమారు 30 డిగ్రీలు వాలిన కక్ష్యల్లో ఉంటాయి. మిగతా సగం సూర్య-సమకాలిక (Sun-synchronous) కక్ష్యల్లో ఉంటాయి: వాటి కక్ష్యలు పగలు, రాత్రి మధ్య సరిహద్దును అనుసరిస్తాయి.

ప్రతి ఉపగ్రహాన్ని Starlink లాంటి నౌకకు పెద్ద రూపంగా నమూనా చేశారు: సుమారు 7 x 3.5 మీటర్ల శరీరం, 400 కిలోవాట్ల కోసం రూపొందించిన సౌర ఫలకాలు, కంప్యూటర్ల వేడిని బయటకు పంపడానికి ఒక్కొక్కటి 110 చదరపు మీటర్ల రెండు ముఖాలున్న తెల్లని లేదా వెండి పూత పూసిన రేడియేటర్.

ఆ తర్వాత ఆరు దశల ప్రక్రియ (pipeline) రూబిన్ షెడ్యూల్‌లోని ఒక సిమ్యులేటెడ్ సంవత్సరం పొడవునా ప్రతి ఉపగ్రహాన్నీ అనుసరించింది: అది ఏ 30-సెకన్ల ఎక్స్‌పోజర్‌లను దాటుతుంది, దానిపై సూర్యకాంతి పడుతోందా, కెమెరాలోని ఆరు రంగు ఫిల్టర్లలో ప్రతిదానిలో దాని గీత ఎంత ప్రకాశవంతంగా కనిపిస్తుంది, అది ఎన్ని పిక్సెల్‌లను పాడుచేస్తుంది.

అత్యంత చెడ్డ రాత్రుల్లో ఐదింట నాలుగు చిత్రాలు

సగటున, సిమ్యులేషన్ ప్రతి రాత్రి రూబిన్ దృష్టి క్షేత్రం గుండా సుమారు 1,80,000 ఉపగ్రహ ప్రయాణాలనూ, సూర్యకాంతి పడే 60,000 గీతలనూ లెక్కిస్తుంది. కొన్ని రాత్రుల్లో, సంవత్సరంలోని సమయాన్ని బట్టి, రూబిన్ చిత్రాల్లో 80% వరకు కనీసం ఒక ప్రకాశించే గీతను కలిగి ఉంటాయి; సంవత్సరం మొత్తం సగటు తీస్తే, ఈ వాటా **20%**కు దగ్గరగా ఉంటుంది. ఆ సంఖ్య మొత్తం ఉపగ్రహ సమూహాన్నీ, ప్రతి ఫిల్టర్‌నూ కవర్ చేస్తుంది; పత్రం ఏ ఒక్క రాత్రినీ పేర్కొనలేదు, గరిష్ఠాలు సంవత్సరమంతా చెల్లాచెదురుగా ఉన్నాయి.

ఒక సిమ్యులేటెడ్ సంవత్సరంలో రాత్రి రాత్రికీ: ఆకుపచ్చలో, ఏదైనా ఉపగ్రహం దాటిన రూబిన్ చిత్రాల వాటా; ఎరుపులో, సూర్యకాంతి పడి కనిపించే ఉపగ్రహం దాటినవి. ఖాళీలు పరిశీలనలు లేని రాత్రులు. — Figure 1, Jangid et al. (2026), arXiv:2610.31772.

సూర్య-సమకాలిక ఉపగ్రహాలు అసమానంగా ఎక్కువ నష్టం చేస్తాయి: పగలు-రాత్రి సరిహద్దు వెంట ప్రయాణిస్తూ, అబ్జర్వేటరీ వద్ద ఇప్పటికే చీకటి పడినప్పుడు కూడా అవి వెలుగులోనే ఉంటాయి.

ప్రకాశం రెండు విధానాలను అనుసరిస్తుంది. విసరిత (diffuse) పరావర్తనం సాధారణంగా సుమారు 6 మాగ్నిట్యూడ్‌ను ఇస్తుంది; ఆ కొలమానంలో, తక్కువ సంఖ్యలు అంటే ఎక్కువ ప్రకాశం. భారీ సౌర ఫలకాల నుంచి అద్దంలా వచ్చే మెరుపులు 2 నుంచి 4 మాగ్నిట్యూడ్‌కు చేరుకుంటాయి. సంవత్సరం పొడవునా, సూర్యకాంతి పడే సుమారు 90 లక్షల గీతల్లో 83.9% అంతర్జాతీయ ఖగోళ సమాఖ్య (International Astronomical Union) సిఫార్సు చేసిన పరిమితి అయిన 7 మాగ్నిట్యూడ్ కంటే ప్రకాశవంతంగా ఉంటాయి, 2,29,000కు పైగా గీతలు 2 మాగ్నిట్యూడ్ కంటే ప్రకాశవంతంగా, కంటికి స్పష్టంగా కనిపించేలా ఉంటాయి; వాటి విషయంలో, గీత దాటే ప్రతి డిటెక్టర్ చిప్‌నూ మోడల్ పనికిరానిదిగా లెక్కిస్తుంది (కెమెరాలో 189 చిప్‌లు ఉన్నాయి).

సంధ్యా సమయంలో, ఒక సాధారణ చిత్రంలో ఒకేసారి సుమారు 100 కనిపించే గీతలు ఉంటాయి. ఒక సాధారణ రాత్రి రూబిన్ తన సంధ్యా పిక్సెల్‌లలో 5 నుంచి 10% కోల్పోతుంది, కొన్ని ఒక్కొక్క చిత్రాలు 90%కు పైగా కోల్పోతాయి. పిక్సెల్‌లను పొంగిపొర్లించేంత (సంతృప్తం — saturate — చేసేంత) ప్రకాశవంతమైన గీతలు ఎన్ని ఉంటాయో తమ పద్ధతి బహుశా ఎక్కువగా అంచనా వేస్తుందని రచయితలు హెచ్చరిస్తారు.

వెలిగిపోయే సంధ్య

హోరైజన్ పైన ఉన్న, సూర్యకాంతి పడే ప్రతి ఉపగ్రహం కాంతిని కలిపి, ఆకాశం స్వయంగా ఎంత ప్రకాశవంతం అవుతుందో కూడా బృందం లెక్కించింది. చంద్రుడు లేని ఒక ప్రాతినిధ్య రాత్రి, 15 జూలై 2026న, సంధ్యా సమయంలో u (సమీప అతినీలలోహిత), g (ఆకుపచ్చ), r (ఎరుపు) ఫిల్టర్లలో ఉపగ్రహాలు సహజ ఆకాశ కాంతిలో 1,000%కు పైగా కలుపుతాయి; ఫిగర్ 11లో, g బ్యాండ్ తెల్లవారుజాముకు ముందు 3,000% పైన గరిష్ఠానికి చేరుతుంది. సౌర కుటుంబంలోని ప్రమాదకరం కాగల వస్తువులను కనుగొనడానికి సంధ్యా సమయంలో సాధారణంగా వాడేవి g, r ఫిల్టర్లే. రాత్రి అత్యంత లోతైన భాగంలో, ఉపగ్రహాలు భూమి నీడలోకి వెళ్లినప్పుడు, ఈ అదనపు కాంతి దాదాపు శూన్యానికి పడిపోతుంది. పౌర్ణమి చంద్రుడి కింద కూడా, అనేక ఫిల్టర్లలో ఆకాశ కాంతి 100%కు పైగా పెరుగుతుంది. ఈ ప్రకాశ పెరుగుదలే విజ్ఞానశాస్త్రానికి ప్రధాన నష్టంగా మారవచ్చని రచయితలు సూచిస్తారు.

15 జూలై 2026 నాటి చంద్రుడు లేని రాత్రి పొడవునా ఆకాశ ప్రకాశం, u ఫిల్టర్ (పైన) నుంచి y ఫిల్టర్ (కింద) వరకు: నీలంలో సహజ ఆకాశం, ఎరుపులో ఉపగ్రహాలతో; కుడివైపు, శాతం పెరుగుదల, సంధ్యా సమయంలో, తెల్లవారుజామున అత్యధికం. — Figure 11, Jangid et al. (2026), arXiv:2610.31772.

సులభమైన పరిష్కారం లేదు

బృందం సాధారణ పరిష్కారాలను పరీక్షించింది. ఉపగ్రహ సమూహంలో కేవలం 10%, అంటే సుమారు 1,00,000 ఉపగ్రహాలతో కూడా, సంధ్యా చిత్రాలు ప్రతి రాత్రి తమ పిక్సెల్‌లలో 2.33% కోల్పోతాయి, పూర్తి సమూహంతో 6.88%, ఒక చిత్రం 87% కోల్పోతుంది. పది రెట్లు తగ్గించినా నష్టం పదో వంతుకు తగ్గదు, ఎందుకంటే ఒక చిత్రాన్ని ఆక్రమించడానికి ఒక్క ప్రకాశవంతమైన మెరుపు చాలు. దిగువ కక్ష్యలు ఉపగ్రహాలను ఎక్కువసేపు నీడలో ఉంచుతాయి, కానీ సంధ్యా సమయంలో మెరుపులు మిగిలే ఉంటాయి, తక్కువ జీవితకాలం అంటే ఎక్కువ ప్రయోగాలు. నిర్వాహకులు మెరుపులను చిలీ నుంచి దూరంగా మళ్లించవచ్చు, కానీ ఒకసారికి ఒక కంపెనీ, ఒక అబ్జర్వేటరీ మాత్రమే. సంధ్యా సమయంలో రూబిన్‌ను తూర్పు వైపుకు, తెల్లవారుజామున పడమర వైపుకు తిప్పడం ఆశాజనకంగా కనిపిస్తుంది, కానీ దాన్ని సిమ్యులేట్ చేయలేదు.

ఈ అధ్యయనానికి దాని సొంత లోపాలు ఉన్నాయి: ప్రతి స్థానమూ ఖచ్చితంగా తెలిసిన ఆదర్శీకరించిన కక్ష్యలు, అంతరిక్ష శిధిలాలు లేవు, నక్షత్రాల ముందు నుంచి వెళ్లే చీకటి ఉపగ్రహాలు లేవు, రేడియో ఖగోళశాస్త్రం లేదు. అది జాబితా చేసిన నష్టాల్లో ఒకదాన్ని సరిదిద్దలేం: ఒక్కసారి మాత్రమే కనిపించే ఒక దృగ్విషయం విషయంలో, తప్పుడు డిటెక్టర్ మీదుగా ఒక ప్రకాశవంతమైన గీత పడితే ఆ సంఘటన పూర్తిగా తప్పిపోతుంది, మళ్లీ పరిశీలించే అవకాశం ఉండదు.