تصور الفضاء حول الأرض المليء بعشرات الآلاف من أقمار الاتصالات. هذا السيناريو بدأ في الوجود ، ولديه اهتمام علماء الفلك. الآن ، قامت مجموعة من علماء الفلك بكتابة ورقة توضح مخاوفهم التفصيلية ، وكيف يمكن لجميع هذه الأقمار الصناعية أن يكون لها تأثير سلبي شديد على علم الفلك الأرضي.
تبدي SpaceX وشركات أخرى عيونها الرأسمالية الشديدة على الفضاء حول الأرض. تعد شركتا SpaceX و OneWeb هما الشركتان الوحيدتان - حتى الآن - اللتان تطلقان أي أجزاء من مجموعاتها الساتلية. لكن لدى عدد من الشركات الأخرى خططًا للقيام بنفس الشيء ، وفي النهاية سيصل عدد هذه الأقمار الصناعية إلى عشرات الآلاف.
وقد أثار مجتمع الفلك بعض المخاوف بشأن هذه الأبراج الساتلية. أصدرت الجمعية الفلكية الملكية والجمعية الفلكية الأمريكية بيانات تعبر عن قلقهما ورغبتهما في العمل مع الشركات في مجال كوكبة الأقمار الصناعية. هذه التصريحات مهذبة وحذرة في انتقادها ومكتوبة بروح التعاون.
لكن هذه الورقة الجديدة تحدد جميع مخاوف المجتمع الفلكي ، مدعومة بالبيانات ، وتضغط على وجهة نظرهم بإصرار أكبر.
"لقد أدت الملاحظات الفلكية القائمة على الأرض لقرون من الزمان إلى تقدم استثنائي في فهمنا العلمي لقوانين الطبيعة."
من "مخاوف بشأن الملاحظات الفلكية الأرضية: خطوة لحماية السماء الفلكية"
كوكبة الأقمار الصناعية هي مجموعة من الأقمار الصناعية التي تعمل معًا لتوفير تغطية اتصالات عالمية أو شبه عالمية. لديهم القدرة على جعل الإنترنت عالي السرعة متاحًا في أي مكان تقريبًا. من الواضح أن هناك الكثير من الفوائد لذلك.
ولكن هناك انتقادات أيضًا ، وقد قدم ثلاثة من علماء الفلك من إيطاليا هذه الانتقادات بالتفصيل. الثلاثة هم ستيفانو جالوزي ، وماركو سكارديا ، وميشيل ماريس. ورقتهم بعنوان "مخاوف بشأن الملاحظات الفلكية الأرضية: خطوة لحماية السماء الفلكية".
عندما تقوم بجمع كل الأقمار الصناعية التي تريد الشركات إطلاقها كجزء من مجموعاتها ، فإنك تحصل على ما يقرب من 50000 قمر صناعي. السؤال هو ، ما هو تأثير تلك الأقمار الصناعية على علم الفلك الأرضي؟ يدعي مؤلفو التقرير أن جميع هذه الأقمار الصناعية ستلحق حتمًا المراقبة الفلكية.
ملاحظة للقراء: اللغة الإنجليزية ليست اللغة الأولى لمؤلفي الورقة ، لذا فإن بعض الاقتباسات تحتوي على تناقضات صغيرة ، ولكن المعنى واضح.
يقول التقرير في المقدمة: "اعتمادًا على ارتفاعها وانعكاسها على السطح ، فإن مساهمتها في سطوع السماء ليست ضئيلة بالنسبة للملاحظات الأرضية المهنية". "مع الكمية الضخمة التي يبلغ عددها حوالي 50.000 قمر صناعي جديد للاتصالات من المقرر إطلاقها في مدار الأرض المتوسط والمنخفض ، فإن متوسط كثافة الأجسام الاصطناعية سيكون> 1 قمر صناعي لدرجة السماء المربعة ؛ فهذا سيضر حتما بالصور الفلكية المهنية ".
نظرًا لأن SpaceX هي الأبعد في نشر كوكبهم ، ويظهر اسمهم بشكل متكرر في الورقة. أطلق نظام Starlink التابع لـ SpaceX بالفعل ما يقرب من 250 من أقمارها الصناعية ، ويخططون لنشر ما يصل إلى 42000 قمر صناعي في المجموع. ووفقًا للصحيفة ، فإن هذه الأقمار الصناعية "ستشرق من الدرجة الثالثة إلى السابعة في السماء بعد غروب الشمس وقبل فجر الشمس".
يقول المؤلفان إن كل تلك الأقمار الصناعية ستغادر حتمًا مسارات في صور فلكية ، وقد تمنع البحث عن الأجسام القريبة من الأرض. هناك درجة معينة من المخاطر التي قد لا نكتشف تأثيرًا محتملًا بسبب كل هذه الأقمار الصناعية.
لكن التقرير لن يتأثر فقط بالصور. "كما أن المخاوف الخطيرة شائعة أيضًا في الأطوال الموجية الأخرى المؤهلة لإجراء تحقيقات أرضية ، وخاصةً في علم الفلك الراديوي ، حيث تكون كاشفاتها مشبعة بالفعل بالإشعاع المنتشر في كل مكان من الأقمار الصناعية من محطات الفضاء وكذلك من الأرض".
في مايو 2019 ، حاول Elon Musk استبعاد أي مخاوف فلكية حول Starlink. كان من بين رفضه الغامض للانتقادات تصريحه بأن "نحتاج إلى نقل المناظير <sic> إلى المدار على أي حال. التوهين الجوي رهيب ".
يمتلك موسك ملفًا ضخمًا في مجتمع الفضاء ، لذلك ربما أقنعت كلماته البعض بعدم وجود مشاكل بين Starlink وعلم الفلك. لكن المسك رجل أعمال ، وليس عالمًا.
يوجد بالفعل 4900 قمر صناعي في المدار ، والتي يلاحظها الناس ~ 0 ٪ من الوقت. لن يرى Starlink أي شخص ما لم ينظر بعناية فائقة وسيكون له تأثير بنسبة 0٪ تقريبًا على التطورات في علم الفلك. نحن بحاجة إلى نقل المناظير إلى المدار على أي حال. التوهين الجوي رهيبة. pic.twitter.com/OuWYfNmw0D
- Elon Musk (elonmusk) ٢٧ مايو ٢٠١٩
لجميع إنجازاته ، ليس المسك خبيرا في علم الفلك أو المراقبة الفلكية. هل تصريحه بأن ستارلينك "سيكون له تأثير بنسبة 0٪ تقريبًا على التطورات في علم الفلك"؟
لا يبدو أن الكتاب الثلاثة للورقة الجديدة يعتقدون ذلك. إنها تحدد المخاطر التي تشكلها الأبراج الساتلية على علم الفلك ، ولا يتعلق الأمر فقط بما إذا كانت مرئية في الضوء البصري. ويشيرون إلى وجود "آثار خطيرة ناجمة عن مثل هذه التغيرات في عدد السواتل الصغيرة. تم تحديد إستراتيجية مخصصة للتدخل العاجل لحماية وحماية كل نطاق فلكي يمكن رصده من الأرض. "
"بدون عمليات المراقبة الأرضية سيكون معظم الفلك الحالي القائم على الفضاء عديم الفائدة أو مستحيلاً."
من "مخاوف بشأن الملاحظات الفلكية المستندة إلى الأرض: خطوة لحماية السماء الفلكية"
يبدأ المؤلفون في البداية بالإشارة إلى التقدم الهائل في الفهم الذي حققته الملاحظات الأرضية. "لقد أدت الملاحظات الفلكية القائمة على الأرض لقرون من الزمان إلى تقدم استثنائي في فهمنا العلمي لقوانين الطبيعة." هذا صعب الجدال معه.
في القسم الأول من الورقة ، يتحدثون عن كيفية مساهمة علم الفلك الفضائي أو التلسكوبات الفضائية في المعرفة. لكنهم يشيرون إلى أن علم الفلك القائم على الأرض والفضاء يحتاج إلى بعضهما البعض وينتجان أفضل العلوم عندما يعملان معًا. "بدون عمليات المراقبة الأرضية سيكون معظم الفلك الحالي القائم على الفضاء عديم الفائدة أو مستحيلاً."
من الآمن أن نقول أن المؤلفين لا يتفقون مع تأكيد Musk اللامع على أنه "نحن بحاجة إلى نقل مناظير الهاتف <sic> إلى المدار على أي حال. التوهين الجوي رهيب ".
ربما لم يسمع المسك عن البصريات التكيفية. تسمح البصريات التكيفية للتلسكوبات الأرضية الحديثة بالتغلب على تأثير الغلاف الجوي على الرصدات. تتميز التلسكوبات القادمة مثل التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية والتلسكوب ذي الثلاثين مترًا ببصريات تكيفية في قلب تصميماتهم.
يشير المؤلفون أيضًا إلى ما يجب أن يكون واضحًا لأي شخص يفكر في الأمر لفترة طويلة جدًا: مقارنةً بعلم الفلك الأرضي ، فإن المقاريب الفضائية مكلفة للغاية. ومحفوفة بالمخاطر.
يتم إحراز تقدم في تكنولوجيا التلسكوب هنا على الأرض. إن نشرها هو الجزء المحفوف بالمخاطر ، ولكن تم بالفعل اختبار التقنيات وتطويرها هنا على الأرض. كما يشير مؤلفو الورقة ، فإن اختبار وتطوير تقنيات تلسكوب جديدة غير ممكن في الفضاء.
"من القيود الرئيسية على التلسكوبات الفضائية أنه لا يمكن صيانتها أو تجديدها أو إصلاحها بعد الإطلاق". يعد هابل استثناءً ، ولم تتم صيانة المقاريب الفضائية الأخرى. بمجرد الانتهاء ، انتهوا.
"بالمقارنة مع المراصد الأرضية ، فإن متوسط عمر التلسكوبات الفضائية يتراوح بين عقدين أو أقل. وعلى العكس من ذلك ، تستمر المراصد الأرضية العكسية لعدة عقود ، مع تركيب التلسكوبات في بداية عصر الفضاء مرة أخرى بطريقة مربحة ". باختصار ، تصبح المقاريب الفضائية عتيقة تقنياً ، بينما تستمر نظيراتها الأرضية في العمل.
يمكننا رؤية ذلك من خلال التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الجنوبي الأوروبي. يتكون VLT من أربع وحدات أساسية ، وشهدت الوحدة الأولى الضوء الأول في عام 1998. وعلى مر السنين تمت ترقيته عدة مرات ، وفي كل مرة زاد من قدرات المراقبة. اثنان من أدواتها ، SPHERE (الضوء الأول يونيو 2014) و ESPRESSO (الضوء الأول سبتمبر 2016) ، تم تصميمهما لدراسة الكواكب الخارجية ، وهو أمر لم يكن مهمًا عندما تم تصميم VLT. تم ترقية أدوات أخرى ، مثل VISIR (تصوير VLT ومطياف الأشعة تحت الحمراء المتوسطة) لدراسة الكواكب الخارجية.
إن المقاريب الفضائية مكلفة أيضًا عند مقارنتها بالمقاريب الأرضية. إن تلسكوب جيمس ويب الفضائي قيد التطوير لمدة 20 عامًا ، وسيكلف 10 مليار دولار أمريكي. لكن الجيل القادم من التلسكوبات الأرضية ، مثل تلسكوب ماجلان العملاق والتلسكوب الأوروبي الكبير للغاية ، سيكلف كل منها مليار دولار. ومن المحتمل أن يتجاوزوا JWST بعقود.
يتعامل الجزء الدقيق من الورقة مع المشاكل الفعلية التي سيواجهها علم الفلك الأرضي من الأبراج الساتلية. في بعض الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية ، تكون التلسكوبات الفضائية أكثر فعالية من التلسكوبات الأرضية. في الأشعة تحت الحمراء البعيدة على سبيل المثال ، يحجب الغلاف الجوي الكثير منه. لكن هذا لا يخبر القصة كلها.
في الورقة يتحدث المؤلفون عن تدهور السماء. لا يأتي هذا التدهور من التلوث الضوئي على الأرض فحسب ، بل "يرجع أيضًا إلى عبور أساطيل الأقمار الصناعية الاصطناعية وتلاحظ الندبات مع خطوط / مسارات متوازية ساطعة في جميع خطوط العرض."
تود Starlink وحدها وضع ما يصل إلى 40000 قمر صناعي في المدار. هذه شركة واحدة فقط من بين العديد من الخطط التي تخطط لإطلاق مجموعات القمر الصناعي. لا أحد يعرف كم سيكون هناك في نهاية المطاف ، لكن من العدل استخدام رقم قمر صناعي 50.000 للمناقشة.
يقول الباحثون: "إن علماء الفلك قلقون للغاية من احتمال أن السماء التي تُرى من الأرض قد تكون محجوبة بعشرات الآلاف من الأقمار الصناعية ، الأمر الذي سيتجاوز عدد النجوم المرئية للعين البشرية دون مساعدة تقريبًا". "هذا ليس تهديدًا بعيدًا: إنه يحدث بالفعل."
يحلل الفلكيون الثلاثة جميع الأسطول المتنامي من الأقمار الصناعية للأرض. مع الأخذ بعين الاعتبار زوايا المشاهدة والارتفاع والسطوع التي تقودهم إلى هذا الاستنتاج: "وهكذا مع الأقمار الصناعية 50 ألفًا ، ستكون" الحياة الطبيعية "سماء مزدحمة بأشياء اصطناعية: كل درجة مربعة من السماء سيكون لها زحف قمر صناعي على طول الكل مراقبة الليل الذي يمكن الوصول إليه وظهوره بواسطة الكاميرات الفلكية وليس فقط بالأجهزة المهنية ".
وفقا للمؤلفين ، فإن كل هذا التلوث الضوئي سيكون ضارًا خطيرًا للرصد الفلكي. يقرون بأن SpaceX تجري تجارب على قمر صناعي "داكن" مطلي باللون الأسود لتقليل الانعكاسية. لكنهم يشيرون إلى أن 75٪ من سطح القمر الصناعي عبارة عن ألواح شمسية ، ومن الواضح أنه لا يمكن رسمها. ويشيرون أيضًا إلى مشاكل في رسم أسود قمر صناعي: "إذا كان جسم القمر الصناعي سيتم تثبيته ليعكس ضوء الشمس ، فإنه يمتص الاحترار الإشعاعي كثيرًا مع الفشل المحتمل ، وبالتالي سيزيد على الأرجح من إدارة المخاطر للأسطول بأكمله ويجعل حل الطلاء الداكن غير فعال أو حتى غير منتج ".
ثم هناك مشكلة تداخل النطاق اللاسلكي بالكامل. "حتى مع أفضل إجراءات الطلاء والتخفيف لتقليل التأثير على الملاحظات الفلكية المرئية ، فإن ما يتم حذفه أو نسيانه غالبًا هو أن كوكبات الاتصالات ستتألق في نطاقات أطوال الموجات الراديوية ، التي يمكن ملاحظتها من الأرض."
هناك اتفاقيات قديمة منذ عقود من بداية عصر الفضاء تحجز ترددات راديو معينة لاستخدامات معينة. ترددات بعض الذرات والجزيئات في الفضاء محجوزة لعلم الفلك الراديوي. وتشمل هذه أول أكسيد الكربون ونظائره ، و H2O.
يتعين على علماء الفلك الراديوي بالفعل التعامل مع جميع أنواع التداخلات. وبحسب المؤلفين ، فإن هذا سيزداد سوءًا. "ما لم يتم الاعتراف به على نطاق واسع هو أن تطوير أحدث شبكات الاتصالات (سواء من الفضاء أو من الأرض) له بالفعل تأثير عميق على عمليات المراقبة الفلكية الراديوية (في جميع النطاقات الفرعية): مع أساطيل الأقمار الصناعية LEO من المؤكد تمامًا أن الوضع قد يصبح لا يطاق. "
"الأشخاص الذين ينتمون إلى الأجيال القادمة لهم الحق في الأرض غير الملوثة وغير المتضررة ، بما في ذلك السماء النقية ؛"
إعلان اليونسكو العالمي لحقوق الإنسان من أجل أجيال المستقبل.
ثم هناك مسألة الشرعية ، وما هي الهيئات التي يمكن أن تأذن بنشر الأبراج الساتلية.
يلفت المؤلفان انتباهنا إلى بيان 1994 الصادر عن منظمة الأمم المتحدة للتربية والعلم والثقافة (اليونسكو). يقول هذا البيان "إن الأشخاص الذين ينتمون إلى الأجيال القادمة لهم الحق في الأرض غير الملوثة وغير التالفة ، بما في ذلك السماء النقية ؛ يحق لهم التمتع بها كأساس للتاريخ الإنساني للثقافة والروابط الاجتماعية التي تجعل كل جيل وفرد عضوا في أسرة بشرية واحدة. "
يقول نفس البيان الصادر عن اليونسكو أيضًا: "هنا ، التراث العالمي هو ملك للبشرية جمعاء ، وبينما قد تكون هناك قوانين وقائية ، فإن إنفاذ هذا أمر آخر ، حيث يمكن فقط للدول مقاضاة دول أخرى بموجب هذا النوع من المعاهدات الدولية. إن الدولة مسؤولة عن الأنشطة التي تحدث داخل ولايتها القضائية - سواء كانت مرخصة أو غير مصرح بها ".
يشير الفلكيون الثلاثة إلى أنه منذ أن وافقت لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) والهيئات الأخرى في الولايات المتحدة على Starlink ، فقد يتمكنون من إيقاف Starlink أيضًا. قد تكون ملزمة حتى بموجب القانون الدولي.
يذكرون أيضًا معاهدة الفضاء الخارجي ، ويقولون "والعملية القانونية هي أن حكومة الولاية ، هذه المرة حكومة الولايات المتحدة الأمريكية ، مسؤولة قانونًا عن جميع الأجسام المرسلة إلى الفضاء الخارجي والتي تنطلق من حدود الولايات المتحدة. وهذا يعني أن حكومة الولايات المتحدة هي المسؤولة عن الضرر الذي تسببه شركتها ، Starlink ، في إرسال الأشياء إلى المدار الذي يسبب الضرر. "
تقترب الورقة من نهايتها من خلال الإشارة إلى الإجراءات القانونية المحتملة التي يمكن للمجتمع الدولي اتخاذها لوقف الأبراج الساتلية.
يمكنهم مقاضاة لجنة الاتصالات الفيدرالية لأنهم في موافقتهم لم يأخذوا التلوث الضوئي بعين الاعتبار ، مما ينتهك قانون السياسة البيئية الوطنية. يتطلب هذا القانون من أي وكالة اتحادية النظر في التأثير البيئي للمشاريع التي توافق عليها. يدعي المؤلفون أن لجنة الاتصالات الفيدرالية لم تفكر بشكل كاف في تلوث الضوء من Starlink.
يمكن لمجتمع الفلك الدولي "رفع دعوى قضائية في المحكمة لعدم وجود ولاية قضائية وفقهية للجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية للسماح بالتفويض بالأقمار الصناعية الخاصة غير الثابتة على الدول والأمم الأخرى." وهذا يشكك في حق لجنة الاتصالات الفدرالية في التصريح حتى لكوكبات الأقمار الصناعية التي تسافر عبر دول أخرى.
ثم هناك محكمة العدل الدولية. ويقول المؤلفون الثلاثة إن المجتمع الدولي يمكن أن يقاضي الحكومة الأمريكية في محكمة العدل الدولية "... لتأجيل المزيد من عمليات إطلاق ستارلينك لتحديد حجم الخسائر المالية العامة في الإضرار بالمشاريع الفلكية الوطنية والدولية".
بدأ مجتمع الفلك الدولي عريضة في يناير 2020. ويريد المجتمع تعليق ستارلينك وآخرون ، ويريدون توفير الحماية القانونية للمراقبة الفلكية ، ويريدون الحد من عدد الأبراج الساتلية إلى الحد الأدنى.
يقول المؤلفان: "تأتي جميع هذه الطلبات من القلق القلبي للعلماء الناشئين عن التهديد بالحظر من الوصول إلى المعرفة الكاملة للكون وفقد الأصول غير الملموسة ذات القيمة التي لا حد لها للبشرية".
أصبح الفضاء أكثر من مستنقع قانوني مع مرور الوقت. من غير الواضح بالضبط أنواع الأنشطة التي سيتم السماح بها. منذ عقود ، بالقرب من بداية عصر الفضاء ، تم وضع القوانين والاتفاقيات لإبقاء الأمور تحت السيطرة.
لكن لا أحد يتوقع شيئًا مثل مجموعات القمر الصناعي ، ومن المرجح أن يتعرض الإطار القانوني الذي يحكم الفضاء لضغوط كبيرة.
أكثر:
- ورقة بحثية: مخاوف بشأن الملاحظات الفلكية الأرضية: خطوة لحماية السماء الفلكية
- ويكيبيديا: Starlink
- الجمعية الفلكية الأمريكية: بيان الموقف حول الأبراج الساتلية
