بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – أدت الزيادة الهائلة في عدد الأقمار الصناعية الموضوعة في مدار أرضي منخفض إلى تحقيق تقدم في مجال الاتصالات بما في ذلك الوصول إلى النطاق العريض في المناطق الريفية والنائية في جميع أنحاء العالم. كما تسبب أيضًا في زيادة التلوث الضوئي في الفضاء مما يعرض العمل المنجز من خلال المراصد الفلكية التي تدور حولها للخطر.
تقدر دراسة جديدة بقيادة وكالة ناسا تركز على أربعة تلسكوبات فضائية – اثنان منها قيد التشغيل حاليًا واثنان مخطط لهما – أن نسبة كبيرة من الصور التي حصلت عليها هذه المراصد خلال العقد المقبل يمكن أن تكون ملوثة بالضوء المنبعث أو المنعكس من الأقمار الصناعية التي تتقاسم مدارها الأرضي المنخفض.
وحسب الباحثون أن حوالي 40% من الصور التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا وحوالي 96% من تلك التي التقطها مرصد SPHEREx التابع لوكالة الفضاء الأمريكية يمكن أن تكون ملوثة بالضوء الصادر من الأقمار الصناعية. وقد حسبوا أيضًا أن حوالي 96% من الصور التي تم التقاطها من مرصد ARRAKIHS المخطط له التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وتلسكوب Xuntian الصيني المخطط له يمكن أن تتأثر بشكل مماثل.
وقال الباحثون إن هابل سيكون أقل تأثرا بسبب مجال رؤيته الضيق.
تعد التلسكوبات المدارية جزءًا حيويًا من استكشاف الفضاء. يمكنهم مراقبة نطاق أوسع من الطيف الكهرومغناطيسي مقارنة بالتلسكوبات الأرضية، ويتيح لهم عدم التداخل الجوي الحصول على صور أكثر وضوحًا للكون، مما يتيح التصوير المباشر للمجرات البعيدة أو الكواكب خارج نظامنا الشمسي.
وقال عالم الفلك أليخاندرو بورلاف من مركز أبحاث أميس التابع لناسا في كاليفورنيا، والمؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة نيتشر: “في حين أن معظم التلوث الضوئي حتى الآن يأتي من المدن والمركبات، فإن ظهور كوكبات الأقمار الصناعية للاتصالات بدأ بسرعة في التأثير على المراصد الفلكية في جميع أنحاء العالم”.
“بينما تحدق التلسكوبات في الكون في محاولة للكشف عن المجرات والكواكب والكويكبات البعيدة، تعبر الأقمار الصناعية أحيانًا أمام كاميراتها، تاركة آثارًا ساطعة من الضوء تمحو الإشارة الخافتة التي نتلقاها من الكون. كانت هذه مشكلة معروفة للتلسكوبات الأرضية. ولكن حتى الآن، كان يُعتقد أن التلسكوبات الفضائية – وهي أكثر تكلفة بكثير وتوضع في نقاط رؤية بدائية في الفضاء – خالية تقريبًا من التلوث الضوئي الناتج عن النشاط البشري “. قال.
وفي عام 2019، كان هناك ما يقرب من 2000 قمر صناعي في مدار أرضي منخفض. العدد الآن حوالي 15000. وقال بورلاف إن المقترحات المقدمة من الصناعة تتوقع وجود حوالي 560 ألف قمر صناعي في مدار أرضي منخفض في العقد المقبل.
وقال بورلاف: “لإعطاء فكرة عن مدى زيادة هذا العدد مؤخرًا، أطلقنا عددًا أكبر من الأقمار الصناعية إلى مدار أرضي منخفض في السنوات الأربع الماضية – من 2021 إلى 2025 – مقارنة بالعقود السبعة السابقة لرحلات الفضاء مجتمعة”.
استخدم الباحثون معلومات من مشغلي الأقمار الصناعية لمحاكاة الطبقات المدارية لكل كوكبة من الأقمار الصناعية، من Starlink التابعة لشركة SpaceX، وGuowang الصينية، وAmazon، وغيرها. ثم أخذوا في الاعتبار الخصائص المحددة للتلسكوبات مثل الارتفاع المداري والمسار ومجال الرؤية وعوامل أخرى.
قال بورلاف: “بمجرد حصولنا على التلسكوبات المحاكاة التي تراقب كوننا المحاكي، احتجنا فقط إلى حساب عدد المرات التي عبرت فيها الأقمار الصناعية – أو “قصفت بالصور” – مراصدنا، ومدى سطوعها في لحظة الحدث”.
تعكس الأقمار الصناعية وتنبعث منها أنواع متعددة من الضوء.
وقال بورلاف: “إنها تعكس ضوء الشمس مباشرة بألواحها الشمسية، ولكنها تعكس أيضًا الضوء من القمر والأرض، وهو شديد السطوع من مدار أرضي منخفض. بالإضافة إلى الضوء البصري، تبعث الأقمار الصناعية أيضًا إشعاعات تحت الحمراء متولدة من درجة حرارة مكوناتها، بالإضافة إلى عكس الأطوال الموجية الراديوية من كل من الأرض والهوائيات نفسها”.
وقال الباحثون إن إحدى طرق معالجة المشكلة هي نشر الأقمار الصناعية في مدارات أقل من تلك التي تعمل بها التلسكوبات.
بعض التلسكوبات الموضوعة في مدارات أبعد تكون محمية بشكل أفضل من التلوث الضوئي. الدراسة، على سبيل المثال، لم تنظر في تأثيرات الأقمار الصناعية على تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا، أو مرصد إقليدس التابع لوكالة الفضاء الأوروبية أو تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي المخطط له.
مداراتها أبعد بكثير عن الأرض من أقمار الاتصالات.
وقال بورلاف: “لهذا السبب، من غير المحتمل أن يتأثروا بهذا النوع من التلوث في الوقت الحالي”.
ومع ذلك، لا توفر هذه التلسكوبات غير المتأثرة سوى جزء صغير من إجمالي الملاحظات الفلكية.
وقال بورلاف: “إنها تستخدم فقط لأهداف علمية محددة للغاية، ولها وقت تشغيلي محدود للغاية”.
(تقرير بقلم ويل دونهام، تحرير روزالبا أوبراين)