Zdroj: Mike Lewinsky (CC BY 2.0)

Starlink Elona Muska komplikuje práci astronomům. Je to ale tak vážné?

  • Konstelace satelitů Starlink má zajistit rychlý internet odkudkoliv na světě
  • SpaceX Elona Muska vyslal na orbitu 2 tisíce satelitů, přitom povolení má na 12 tisíc
  • Už za stávajícího stavu mají astronomové horší přehled o dění na obloze

Satelitní internet dostupný z kteréhokoliv místa na světě je určitě lákavý koncept. A přesně o to se snaží společnost SpaceX umisťující tisíce satelitů konstelace Starlink na nízkou oběžnou dráhu Země. Zatímco snahu pokrýt svět internetem asi SpaceX nikdo nevyčítá, od začátku se objevují obavy ohledně dopadu obřího množství satelitů na astronomii, potažmo celkovou bezpečnost „provozu“ na oběžné dráze jako takové.

Satelity Starlink mají, zejména v prvním období po vypuštění, tendenci být dobře viditelné. To se samozřejmě projevuje na snímcích noční oblohy. Ty jsou zpravidla pořizovány na dlouhý expoziční čas a prolétávající satelity se tak na snímku objeví jako světelné linie.

Nakolik je to ale reálný problém pro profesionální astronomy? Na to se pokusila odpovědět studie kalifornského Caltechu, resp. výzkumníků ze Zwicky Transient Facility (ZTF) při observatoři v Palomar. Závěry vás možná překvapí.

Prudký nárůst komplikací

Studie vedená polským vědcem Przemkem Mrózem analyzovala snímky zachycené v ZTF mezi listopadem 2019 a zářím 2021. ZTF jednou za dva dny nafotí celou noční oblohu viditelnou ze své pozice jak v klasickém, tak infračerveném spektru. Cílem je odhalovat nečekané události ve vesmíru, jako jsou třeba blížící se asteroidy, komety, „vyhasínající“ hvězdy a podobně. Snímků k analýze je tedy dostatek.

Nepřekvapí že prvotním závěrem je, že Starlink komplikuje fotografům práci. V prvních dnech výzkumu bylo negativně ovlivněno méně než půl procenta snímků, na konci již 18 %. Stran absolutních čísel pak jde ve zkoumaném vzorku dat o 5 301 světelných linií prokazatelně způsobených satelity Starlink.

graf starlinky caltech
Statistika snímků zasažených satelity Starlink v ZTF. Modré sloupce představují počty zasažených snímků, červená linka reprezentuje počet vypuštěných satelitů.

Výzkumníci přitom očekávají, že až SpaceX celou síť Starlink dokončí, zasaženy budou v podstatě všechny snímky pořízené za soumraku či úsvitu. To jsou časy, v nichž k monitorování oblohy pro tento projekt dochází nejčastěji. Ve stejném období však bohužel satelity na nízké oběžné dráze odrážejí nejvíce světla. V současnosti je satelitů Starlink kolem dvou tisíc, dokončení aktuálně povolené konstelace 12 tisíc satelitů se očekává do pěti let. SpaceX má ale v plánu více než 40 tisíc satelitů – na dalších 30 tisíc je totiž aktuálně podána žádost u regulátora. Počet navíc podstatně rychleji vzroste s příchodem vesmírné lodi Starship, která zvládne vynést až pětkrát více satelitů než Falcon 9.

Je to problém? Ano, ale…

Navzdory zdánlivě strašidelné informaci o očekávaném postižení všech snímků ze ZTF nejsou autoři studie zvlášť pesimističtí. Podle nich totiž dochází ke „zničení“ jen minimálního množství pixelů na snímcích. Konkrétně jde asi o 0,1 % pixelů. Podle nich tedy sice existuje určitá malá pravděpodobnost, že kvůli tomu přehlédnou např. asteroid, ale ve srovnání s počasím jde o zanedbatelné riziko. Jinými slovy: běžně se vyskytující mraky překryjí podstatně větší část snímku než světelné linie satelitů Starlink.

caltech starlink
Světelné linie satelitů Starlink na snímku galaxie Andromedy na snímku Caltechu z roku 2021.

Autoři nicméně na druhou stranu také upozorňují, že zdevalvované pixely nejsou jediným problémem. Je třeba také vynakládat další zdroje na odhalování a případnou eliminaci těchto světelných linií. To může potenciálně zdražit provoz podobných laboratoří.

Je třeba také připomenout, že jde o studii z konkrétní observatoře zaměřené na snímkování za specifických světelných podmínek se sluncem nízko nad obzorem. Podle Mróze nelze očekávat, že by Starlinky negativně ovlivnily snímky pořizované mimo tato časová okna. Negativní dopad ale mohou mít jiné zamýšlené konstelace, které mají operovat na vyšších oběžných drahách.

Každý problém jde řešit

Existují naopak observatoře, u nichž hrozí, že na ně Starlink bude mít dopad podstatný. Jde například o vznikající observatoř Very C. Rubin v Chile. Její specialitou má být snímání velmi málo jasných objektů – konkrétně asi dvacetmilionkrát méně jasných, než jsou hodnoty viditelné pouhým okem. U takové citlivosti pak jasné satelity představují potenciálně velké riziko. Zde totiž hrozí nejen světelné linie, ale za určitých okolností úplné zničení snímku. To vzhledem ke snaze zachytávat krátce se vyskytnuvší jevy může znamenat značné problémy. Výzkumníci mluví o tom, že by to mohlo prodloužit práce na projektu o několik let.

vera c rubin observatory
Výstavba observatoře Very C. Rubin v Chile. Vybavena bude mimo jiné kamerou s rozlišením 3 200 Mpx.

Studie z roku 2020 pak odhaduje, že na této konkrétní observatoři bude konstelacemi satelitů zasaženo 30 až 50 % snímků pořízených za soumraku. Objevují se nicméně nápady na řešení. Jedním z těch nejzajímavějších, avšak také asi nejsložitějších, je software, který by predikoval pohyb satelitů a podle toho časoval snímání jednotlivých částí oblohy tak, aby– pokud možno – prolétávající satelity snímky nijak negativně neovlivnily. Vzhledem k širokému zornému poli observatoře a očekávanému množství satelitů v době dokončení však tento přístup nebývá považován za příliš funkční.

O poznání pravděpodobnější řešení, které již navíc prověřila předběžná studie, je až překvapivě jednoduché. Observatoř by prostě pořizovala dva bezprostředně po sobě jdoucí snímky stejné části oblohy. Pokud by na jednom byly artefakty způsobené satelitem a na druhém ne, zasažený snímek by byl vyřazen. Toto řešení má pochopitelně určitý dopad na rychlost snímání, přináší nějaké nároky na výpočetní výkon a podobně, nicméně jeví se asi jako nejjednodušší.

Jak „zhasnout satelity“?

Řešením, které by bylo nejlepší pro všechny, by samozřejmě bylo zabránit odrazům světla od satelitů Starlink. K tomu se astronomové včetně těch ze zmiňované observatoře snaží SpaceX dotlačit. Pro společnost to znamená další náklady při výrobě satelitů, nicméně v této oblasti kroky skutečně podnikají.

Od první generace satelitů Starlink byla implementována řada opatření, která mají minimalizovat odrazivost satelitů. Jde především o speciální nátěr a jakési sluneční clony. Podle studie z roku 2021 tak bylo dosaženo toho, že aktuálně vypouštěné satelity Starlink na obloze „září“ méně než třetinovou intenzitou ve srovnání s původním designem.

starlink cary
I takovýto efekt mohou mít satelity Starlink… Složený snímek z observatoře Cerro Tololo z roku 2019.

Otázkou snižování jasu satelitů Starlink se ostatně zabývala i studie Caltechu zmiňovaná v první části článku. Podle ní dnes dosahují na stupnici jasu hodnoty 6,8. Pro představu, Měsíc v úplňku má hodnotu -13, velmi jasné hvězdy jako Vega 0 a hodnoty 7 dosahují nejméně jasné objekty ještě viditelné pouhým okem, byť z míst desítky kilometrů vzdálených od měst. Jedna astronomická konference v roce 2020 přijala usnesení, že by satelity na nízké oběžné dráze měly mít jas o vyšší hodnotě než sedm. Tomu už jsou satelity Starlink poměrně blízko, nicméně požadavek v tuto chvíli stále neplní.



gsa building prague 2017 010



Nepřehlédněte

Šéf GSA: ČR se jako sídlo unijního vesmírného programu osvědčila, spolupráce funguje dobře [rozhovor]

SpaceX také začala poskytovat astronomům data o poloze svých satelitů, aby mohli pomocí softwaru a dalších opatření minimalizovat dopady na svá pozorování. Vznikly i specializované organizace poskytující v této oblasti asistenci.

Střet dvou zájmů

Celá kontroverze ohledně početných konstelací satelitů a jejich dopadů na astronomii je v podstatě střetem dvou zájmů. Na jedné straně stojí pochopitelný zájem vědců mít možnost realizovat své výzkumy, na druhé straně zájem společnosti na dalším rozvoji životní úrovně, kterým bezpochyby globálně dostupný satelitní internet je.

starlink cary nemecko
„Vláček“ satelitů Starlink nad radnicí německého města Tübingen v roce 2020.

Jako ve většině případů je i zde řešením kompromis. Naštěstí se zdá, že satelity jsou spíše nepříjemností než opravdu zásadním ohrožením výzkumu. S nasazením kompenzačních opatřeních na obou stranách tak pravděpodobně lze docílit skloubení obou protichůdných zájmů.



Elon Musk rozhovor



Nepřehlédněte

Přelomový rozhovor Elona Muska: obavy z AI, elektrické letadlo a zálohování mysli

Negativní dopady satelitů na astronomický výzkum ostatně nejsou ničím novým. Počty objektů na oběžné dráze rostou už desítky let. Konstelace typu Starlink sice znamenají prudké zvýšení počtů, avšak o neřešitelný problém nejde.

Autor článku
Tomáš Krompolc
Fanoušek Androidu, Googlu a moderních technologií. Rád si poslechne tvrdší hudbu a mezi jeho nejoblíbenější seriály patří ty z produkce Netflixu. V současné době je spokojeným majitelem telefonu OnePlus 6.
image/svg+xml
+

Kapitoly článku