Σημαντική συμφωνία για να κρατηθεί ο ουρανός «σκοτεινός και ήσυχος» από τους δορυφόρους

Σύνοψη

• Ο ESA προχώρησε σε επίσημη συμφωνία με το Κέντρο Προστασίας της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης (IAU CPS) για την αντιμετώπιση του αντίκτυπου των δορυφόρων στην αστρονομία.
• Η ραγδαία αύξηση των δορυφορικών σμηνών σε χαμηλή γήινη τροχιά προκαλεί αντανάκλαση του ηλιακού φωτός και ανεπιθύμητες ραδιοεκπομπές, εμποδίζοντας το έργο των επίγειων τηλεσκοπίων.
• Οι δύο οργανισμοί θα αναπτύξουν τεχνικές λύσεις, νέα υλικά επίστρωσης και ηλεκτρονικά συστήματα μειωμένου θορύβου για να περιορίσουν το φαινόμενο.
• Στόχος της συνεργασίας είναι η ενσωμάτωση πρακτικών "Ecodesign" από τα πρώτα στάδια κατασκευής, διασφαλίζοντας την ανεμπόδιστη επιστημονική εξερεύνηση του σύμπαντος.

Η παρατήρηση του νυχτερινού ουρανού αποτελούσε ανέκαθεν τον βασικότερο πυλώνα για την κατανόηση του Σύμπαντος, καθοδηγώντας τους εξερευνητές και παρέχοντας στους επιστήμονες τα απαραίτητα δεδομένα για την αποκρυπτογράφηση των κοσμικών φαινομένων. Καθώς όμως ο αριθμός των τεχνητών δορυφόρων που τίθενται σε τροχιά γύρω από τη Γη αυξάνεται με εκθετικούς ρυθμούς, το ανακλώμενο φως και οι παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων αναδεικνύονται σε μείζον εμπόδιο τόσο για την επαγγελματική αστρονομία όσο και για την απλή παρατήρηση των άστρων. Η ραγδαία βιομηχανοποίηση της χαμηλής γήινης τροχιάς, αν και απολύτως απαραίτητη για την ανάπτυξη προηγμένων τηλεπικοινωνιακών δικτύων και υπηρεσιών παρατήρησης της Γης, προκαλεί παράπλευρες συνέπειες που απειλούν την ποιότητα των αστρονομικών δεδομένων. 

Για την αντιμετώπιση αυτής της κρίσιμης πρόκλησης, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) προχώρησε στην υπογραφή ενός μνημονίου συνεργασίας με το Κέντρο για την Προστασία του Σκοτεινού και Ήσυχου Ουρανού (IAU CPS) της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, στο πλαίσιο του Διεθνούς Αστροναυτικού Συνεδρίου.

Ο διευθυντής επιχειρήσεων του ESA, Rolf Densing, μαζί με τον διευθυντή του IAU CPS, Piero Benvenuti, επικύρωσαν τη συμφωνία η οποία στοχεύει στην ανάπτυξη τεχνικών λύσεων που θα διατηρήσουν τον ουρανό σκοτεινό και απαλλαγμένο από ανεπιθύμητες εκπομπές σήματος. Πρόκειται για μια συστηματική προσπάθεια εξισορρόπησης της αυξανόμενης χρήσης του Διαστήματος με την επιτακτική ανάγκη διατήρησης της πρόσβασης της ανθρωπότητας στον νυχτερινό ουρανό, διασφαλίζοντας ότι η τεχνολογική πρόοδος μπορεί να συνυπάρξει αρμονικά με την αστρονομική έρευνα. Οι τεχνητοί δορυφόροι, ειδικά εκείνοι που εντάσσονται σε γιγαντιαία σμήνη, αντανακλούν έντονα το ηλιακό φως κατά τις ώρες που έπονται της δύσης του ηλίου ή προηγούνται της ανατολής, δημιουργώντας φωτεινές ραβδώσεις που καταστρέφουν τις εικόνες μεγάλης έκθεσης των τηλεσκοπίων.

Ο Jan Siminski, αναλυτής διαστημικών απορριμμάτων του ESA, υπογραμμίζει πως οι χιλιάδες νέοι δορυφόροι απειλούν τις επιστημονικές ανακαλύψεις σε ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, καθώς οι παρεμβολές εμποδίζουν την παρατήρηση αμυδρών και μακρινών πηγών σήματος. Παράλληλα με το πρόβλημα της φωτορύπανσης, τα ηλεκτρονικά συστήματα στο εσωτερικό των διαστημικών σκαφών παράγουν ακούσιες ραδιοεκπομπές οι οποίες διαταράσσουν την εξαιρετικά ευαίσθητη λειτουργία των ραδιοτηλεσκοπίων. Οι αστρονόμοι βασίζονται απολύτως σε αδιάλειπτες και καθαρές παρατηρήσεις για να μελετήσουν τις απαρχές του σύμπαντος, να αναζητήσουν δυνητικά κατοικήσιμους εξωπλανήτες και, το κυριότερο, να παρακολουθήσουν με ακρίβεια τους αστεροειδείς κοντά στη Γη που ενδέχεται να αποτελέσουν άμεση απειλή για τον πλανήτη μας.

Τα κύρια εξαρτήματα που ευθύνονται για την υψηλή ανακλαστικότητα των δορυφόρων είναι οι μεγάλες συστοιχίες των ηλιακών συλλεκτών που απαιτούνται για την τροφοδοσία των συστημάτων τους, καθώς και τα μεταλλικά μέρη του σασί που σχεδιάζονται για να αντέχουν τις ακραίες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις του διαστήματος. Η ελαχιστοποίηση αυτής της ανακλαστικότητας προϋποθέτει την ανάπτυξη εξειδικευμένων σκούρων επιστρώσεων και την υιοθέτηση γεωμετρικών δομών που θα εκτρέπουν τις ακτίνες του ήλιου μακριά από την επιφάνεια της Γης, αντί να λειτουργούν ως τεράστιοι καθρέφτες. Οι μηχανικοί εξετάζουν μεθόδους δυναμικής προσαρμογής της κλίσης των δορυφόρων καθώς περνούν πάνω από περιοχές όπου βρίσκονται εγκατεστημένα τα σημαντικότερα τηλεσκόπια του πλανήτη, ώστε να προσφέρουν το μικρότερο δυνατό οπτικό ίχνος προς τους επίγειους παρατηρητές.

Η σημασία της ορθής διαχείρισης των ραδιοσυχνοτήτων κρίνεται εξίσου ζωτική, ειδικά όταν αναφερόμαστε στην ανίχνευση του εξαιρετικά αδύναμου σήματος που φτάνει στη Γη από τα πέρατα του γαλαξία. Τα σύγχρονα ραδιοτηλεσκόπια διαθέτουν ανιχνευτές τόσης ακρίβειας που ακόμη και μια ελάχιστη διαρροή ισχύος από το σύστημα επικοινωνίας ενός εμπορικού δορυφόρου μπορεί να «τυφλώσει» τα όργανα μέτρησης και να αλλοιώσει ανεπανόρθωτα τα συλλεγόμενα δεδομένα. Οι κατασκευαστές καλούνται πλέον να θωρακίσουν στεγανά τα εσωτερικά κυκλώματα και να προγραμματίσουν τους πομπούς ώστε να εφαρμόζουν αυστηρές γεωγραφικές ζώνες σιγής, διακόπτοντας προσωρινά την εκπομπή δεδομένων όταν διασχίζουν τον εναέριο χώρο προστατευμένων αστρονομικών εγκαταστάσεων.

Πέρα από τις αυστηρά επιστημονικές και πρακτικές εφαρμογές, ο νυχτερινός ουρανός συνιστά μια κοινή πολιτιστική και φυσική κληρονομιά, την οποία οι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο θαυμάζουν από καταβολής κόσμου. Υπάρχουν επιπλέον πολυάριθμα είδη ζώων που εξαρτώνται αποκλειστικά από τις φυσικές νυχτερινές συνθήκες για τον προσανατολισμό τους, καθιστώντας τη διατήρηση των σκοτεινών ουρανών θεμελιώδη προϋπόθεση για την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος και της παγκόσμιας βιοποικιλότητας. Ο σχεδιασμός για την ελαχιστοποίηση των οπτικών και ραδιοφωνικών παρεμβολών πρέπει να ενσωματώνεται δομικά στην παραγωγική διαδικασία πολύ πριν το δορυφορικό σκάφος φτάσει στην τελική του τροχιά γύρω από τον πλανήτη.

Η διαδικασία αυτή απαιτεί την υιοθέτηση νέων μεθοδολογιών ήδη από το στάδιο του βιομηχανικού σχεδιασμού, όπου οι μηχανικοί οφείλουν να λάβουν αποφάσεις σχετικά με τα υλικά προκειμένου να περιορίσουν τις ανεπιθύμητες διαρροές. Οι διαστημικές υπηρεσίες, οι ερευνητικοί οργανισμοί και η βιομηχανία καλούνται να ενώσουν την τεχνογνωσία τους για να δημιουργήσουν συστήματα επόμενης γενιάς που θα είναι δραστικά λιγότερο ενοχλητικά. Απαιτείται στενή συνεργασία για την παραγωγή προηγμένων μοντέλων προσομοίωσης που θα βοηθούν τους κατασκευαστές να προβλέψουν την ακριβή εμφάνιση των δορυφόρων τους όταν παρατηρούνται από το έδαφος, διευκολύνοντας τον εκ των προτέρων υπολογισμό της φωτεινότητας τους.

Μέσω της νέας συμφωνίας, το IAU CPS φέρνει κοντά αστρονομικά ιδρύματα, παρατηρητήρια, κορυφαίους ερευνητές, εταιρείες του διαστημικού τομέα και απλούς πολίτες που δεσμεύονται να αυξήσουν την ευαισθητοποίηση σχετικά με τον αντίκτυπο των τεχνητών παρεμβολών. Ο ESA πρόκειται να συνεισφέρει καταλυτικά με την τεράστια τεχνική της εμπειρία, ενισχύοντας ταυτόχρονα τη δέσμευση της βιομηχανίας για την ανάπτυξη εφαρμόσιμων λύσεων που δεν θα εκτοξεύουν το κόστος κατασκευής. Η συνεργασία τους θα προωθήσει τον ανοιχτό διάλογο μεταξύ των αστρονόμων και των ιδιωτικών διαχειριστών δορυφόρων, υποστηρίζοντας ενεργά την παραγωγή καινοτομιών που σέβονται απόλυτα τις επιστημονικές ανάγκες.

Ο σχεδιασμός σύγχρονων δορυφόρων με κριτήρια που προστατεύουν τον νυχτερινό ουρανό εντάσσεται οργανικά στο ευρύτερο πλαίσιο της βιωσιμότητας που προωθεί η ευρωπαϊκή στρατηγική τα τελευταία χρόνια. Οι προσπάθειες για τη μείωση της φωτορύπανσης δεν διαχωρίζονται διόλου από τις αντίστοιχες πρωτοβουλίες για τον περιορισμό των διαστημικών απορριμμάτων (Zero Debris Charter) και την ασφαλή διαχείριση της τροχιακής κυκλοφορίας. Κάθε μικρό τεχνολογικό βήμα συμβάλλει στη διαμόρφωση ενός ασφαλούς διαστημικού περιβάλλοντος που θα επιτρέπει τη συνέχιση της επιστημονικής αναζήτησης χωρίς περιορισμούς, κρατώντας ανοιχτό το παράθυρο της ανθρωπότητας προς το Σύμπαν.