天文学者はスターリンクや他の衛星群について深刻な懸念を抱いています

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数万の通信衛星で満たされた地球の周りの空間を想像してください。そのシナリオは徐々に生まれ始めており、それは天文学者を懸念しています。現在、天文学者のグループは、彼らの詳細な懸念、およびこれらの衛星のすべてが地上の天文学に深刻な悪影響を与える可能性があることを概説する論文を書きました。

SpaceXおよび他の企業は、地球の周りのスペースに鋭い資本家の目を向けています。 SpaceXとOneWebは、これまでのところ、衛星群の一部を打ち上げる唯一の企業です。しかし、他の多くの企業が同じことをする計画を持っています、そして結局それらの衛星のすべては数万に達するでしょう。

天文学コミュニティは、これらの衛星群についていくつかの懸念を提起しています。 Royal Astronomical SocietyとAmerican Astronomical Societyはどちらも、衛星コンステレーションビジネスの会社と協力することへの懸念と欲望を表明する声明を発表しました。それらの声明は礼儀正しく、批判に慎重で、協力の精神で書かれています。

しかし、この新しい論文は、天文学コミュニティのすべての懸念を示し、データに裏付けされて、その主張をより強く主張しています。

「何世紀にもわたって地上ベースの天文観測が自然法則の科学的理解に並外れた進歩をもたらしてきました。」
「地上ベースの天体観測に関する懸念：天体の空を守るためのステップ」から

衛星コンステレーションは、グローバルまたはほぼグローバルな通信カバレッジを提供するために連携して機能する人工衛星のグループです。彼らは高速インターネットをほとんどどこでも利用できるようにする可能性を秘めています。明らかに、それには多くの利点があります。

しかし、批判もあり、イタリアの3人の天文学者がこれらの批判を詳細に提示しています。３人はステファノ・ガロッツィ、マルコ・スカルディア、ミケーレ・マリスです。彼らの論文は「地上ベースの天体観測に関する懸念：天体の空を守るためのステップ」と題されています。

企業が星座の一部として打ち上げたいすべての衛星を合計すると、約50,000の衛星が得られます。問題は、これらの衛星が地上の天文学にどのような影響を与えるかということです。レポートの著者は、これらの衛星のすべてが天文観測に必然的にダメージを与えると主張しています。

読者への注記：英語は論文執筆者の第一言語ではないため、一部の引用には小さな矛盾が含まれていますが、意味は明らかです。

「彼らの高度と表面反射率に依存して、空の明るさへのそれらの貢献は、専門家の地上ベースの観測では無視できない」とレポートは序論で述べています。「中・低地球軌道で打ち上げられる予定の通信用の約50,000の新しい人工衛星の膨大な量により、人工物体の平均密度は、正方形の空の角度に対して> 1衛星になります。これは必然的にプロの天文画像に悪影響を及ぼします。」

SpaceXは星座を展開する上で最も遠い場所にあり、その名前は紙に頻繁に現れます。 SpaceXのStarlinkシステムはすでに約250基の衛星を打ち上げており、合計で最大42,000基の衛星を配備する予定です。論文によると、これらの衛星は「日没後、太陽が昇る前に、空の3度から7度まで光ります」とのことです。

著者らは、これらの衛星はすべて、必然的に天文画像に痕跡を残し、近地球オブジェクトの検索を阻害する可能性があると述べています。これらすべての衛星のために、潜在的な影響を発見できない可能性があるある程度のリスクがあります。

しかし、報道によると、悪影響を受けるのは画像だけではありません。「深刻な懸念は、地上ベースの調査に適した他の波長、特に宇宙ステーションや地上からの衛星通信のユビキタス照射によって検出器がすでに飽和している電波天文学にも共通しています。」

2019年5月に戻って、Elon MuskはStarlinkに関する天文学的な懸念を却下しようとしました。彼の批判に対するかなり無骨な解任には、「とにかく軌道に移動するために望遠鏡を動かす必要がある。大気の減衰はひどいです。」

マスクは宇宙コミュニティで非常に大きな特徴を持っているので、彼の言葉は、スターリンクと天文学の間に問題がないことを確信しているかもしれません。しかし、マスクは起業家であり、科学者ではありません。

軌道にはすでに4900の衛星があり、人々は時間の〜0％に気づきます。 Starlinkは非常に注意深く見ない限り誰にも見られず、天文学の進歩に最大0％の影響があります。とにかく、望遠鏡を動かして軌道を回る必要があります。大気の減衰はひどい。 pic.twitter.com/OuWYfNmw0D
— Elon Musk（@elonmusk）2019年5月27日

彼のすべての業績について、マスクは天文学や天文観測の専門家ではありません。スターリンクが「天文学の進歩に〜0％の影響を与える」という彼の声明は正確であり、情報に基づいていますか？

新しい論文の3人の著者はそうは思わないようです。彼らは、衛星群が天文学にもたらすリスクを概説し、それらが光学的光で可視であるかどうかについてすべてではありません。彼らは「小型衛星の人口のそのような変化から生じる危険な影響がある」と指摘している。地上から観測可能な各天文バンドを保護および保護するための緊急介入の専用戦略が概説されています。」

「地上ベースの観測がなければ、現在の宇宙ベースの天文学のほとんどは役に立たないか不可能です。」
「地上の天文観測に関する懸念：天文の空を守るためのステップ」から

著者は最初に、地上での観測によってなされた理解における莫大な進歩を指摘することから始めます。「何世紀にもわたって地上ベースの天文観測が自然法則の科学的理解に並外れた進歩をもたらしてきました。」それは議論するのが難しいです。

論文の最初のセクションでは、宇宙ベースの天文学、つまり宇宙望遠鏡が知識にどのように貢献したかについて話します。しかし、彼らは、地上ベースと宇宙ベースの天文学は互いに必要であり、一緒に作業すると最高の科学を生み出すと指摘しています。「地上ベースの観測がなければ、現在の宇宙ベースの天文学のほとんどは役に立たないか不可能です。」

著者は、「とにかく軌道に移動するために望遠鏡<sic>を動かす必要がある」というマスクのグリブの主張に同意しないと言っても安全です。大気の減衰はひどいです。」

多分ムスクは補償光学について聞いたことがありません。補償光学により、現代の地上の望遠鏡は観測に対する大気の影響を克服できます。欧州の超大型望遠鏡や30メートル望遠鏡のような今後の望遠鏡は、設計の中心に補償光学を備えています。

著者はまた、非常に長い間それについて考える誰にとっても明確であるべきことを指摘します：地上ベースの天文学と比較して、宇宙ベースの望遠鏡は非常に高価です。そして危険です。

地球上で望遠鏡技術の進歩が行われています。彼らの配備は危険な部分ですが、テクノロジーはすでに地球上でテストされ、開発されています。この論文の執筆者が指摘しているように、新しい望遠鏡技術のテストと開発は宇宙では実行できません。

「宇宙ベースの望遠鏡の主な制限は、打ち上げ後に保守、改造、または修理できないことです。」ハッブルは例外であり、他の宇宙望遠鏡は維持されていません。完了したら、完了です。

「地上ベースの観測所と比較すると、宇宙ベースの望遠鏡の平均寿命は数十年またはそれ以下のオーダーです。反対に、地上ベースの観測所は数十年続き、宇宙時代の初めに設置された望遠鏡が再び収益性の高い方法で機能しています。」つまり、宇宙望遠鏡は技術的に時代遅れになり、地上の対応物は機能し続けます。

これは、ヨーロッパ南天天文台（ESO）の超大型望遠鏡（VLT）で確認できます。 VLTは4つの主要ユニットで構成されており、最初のユニットは1998年に最初の光を放ちました。長年にわたって、何度もアップグレードされ、そのたびに観測機能が向上しました。その2つの機器、SPHERE（2014年6月の最初のライト）とESPRESSO（2016年9月の最初のライト）は、VLTの設計時に重要ではなかった太陽系外惑星の研究用に設計されています。 VISIR（中赤外線用VLTイメージャーおよび分光計）などの他の機器は、太陽系外惑星を研究するためにアップグレードされました。

地上望遠鏡と比較すると、宇宙望遠鏡も高価です。ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡は20年間開発されており、100億ドルの費用がかかります。しかし、巨大なマゼラン望遠鏡やヨーロッパの超大型望遠鏡のような次世代の地上望遠鏡は、それぞれ約10億ドルの費用がかかります。そして、彼らはおそらく数十年でJWSTより長生きするでしょう。

論文の核心部分は、地上の天文学が衛星配置から直面する実際の問題を扱います。一部の電磁波長では、宇宙望遠鏡は地上の望遠鏡よりもはるかに効果的です。たとえば遠赤外線では、大気がその多くを遮っています。しかし、それだけではすべての話はわかりません。

論文では、著者は空の劣化について話します。この劣化は、地上の光害によるだけでなく、「人工衛星の艦隊が横断し、すべての緯度で明るい平行な縞/尾を持つ観測が瘢痕化しているためでもあります。」

Starlinkだけで、最大4万個の衛星を軌道に配置したいと考えています。これは、衛星群の打ち上げを計画している数社のうちの1社にすぎません。最終的にどれだけの数になるかは誰にもわかりませんが、50,000人の衛星の数字を使って議論するのは公正です。

「天文学者は、地球から見た空が数万の衛星で覆われている可能性を非常に懸念しています。これは、肉眼で見える約9,000の星を大幅に上回ります」と著者らは述べています。「これは遠い脅威ではありません。すでに起こっています。」

3人の天文学者は、地球で成長している衛星の数すべてを分析します。視野角、高度、および明るさを考慮に入れると、次の結論が導き出されます。「したがって、50kの衛星では、「通常」は人工物体で混雑した空になります。空の四角ごとに、衛星が全体に沿って這います。プロの計器だけでなく、天文カメラによってアクセス可能で目に見える夜の観察」

著者によると、この光害はすべて天文観測に深刻な悪影響を及ぼします。彼らは、SpaceXが反射率を減らすために黒く塗られた1つの「暗い」衛星を実験していることを認めています。しかし、衛星の表面の75％はソーラーパネルであり、塗装できないことは明らかです。彼らはまた、衛星を黒く塗ることに関する問題を指摘します：「衛星本体が太陽光を反射するのを抑制されるなら、それは起こり得る故障で暖まりすぎる放射を吸収し、したがっておそらく艦隊全体のリスク管理を増加させ、ダークコーティングソリューションは効果がないか、逆効果にさえなりました。」

次に、無線帯域干渉の問題全体があります。「目視天体観測への影響を減らすための最良のコーティングと緩和手順を使用しても、しばしば見落とされたり忘れられたりするのは、地上から観測できる電波波長帯で通信星座が輝くことです。」

宇宙時代の初めから、特定の用途のために特定の無線周波数を予約する何十年もの古い合意があります。宇宙の特定の原子と分子の周波数は電波天文学のために予約されています。これらには、一酸化炭素とその同位体、およびH2Oが含まれます。

電波天文学者はすでにあらゆる種類の干渉と戦わなければなりません。著者によると、これはさらに悪化します。「広く認められていないのは、（宇宙と地球の両方からの）最新世代の通信ネットワークの開発が、（すべてのサブバンドでの）電波天文観測に大きな影響を与えていることです。LEO衛星フリートでは、それは非常に確実です状況は耐え難いものになる可能性があるということです。」

「将来の世代に属する人は、純粋な空を含む、汚染されておらず、損傷を受けていない地球に対する権利を持っています。」
未来の世代のためのユネスコの世界人権宣言。

次に、合法性の問題があり、どの機関が衛星コンステレーションの配備を許可できるかが問題です。

著者は、ユネスコ（国連教育科学文化機関）の1994年の声明に注目します。その声明は次のように述べています。「未来の世代に属する人は、純粋な空を含む、汚染されておらず、損傷を受けていない地球に対する権利を持っています。彼らは、各世代と個人を1つの人間の家族の一員にする文化と社会的絆の人類の歴史の根拠として、その楽しみを享受することができます。」

ユネスコの同じ発言には、「ここでは、世界遺産はすべての人類の所有物であり、保護法があるかもしれないが、これを強制することは別の問題です。州は、管轄内で発生する活動に責任があります（許可されているかどうかに関係なく）。」

3人の天文学者は、FCCと米国の他の団体がスターリンクに承認を与えたので、スターリンクを停止することもできるかもしれないと指摘しています。彼らは国際法の下で義務付けられることさえある。

彼らはまた、宇宙条約に言及し、「そして合法的なプロセスは、州政府、今度はアメリカ政府が、アメリカの国境から発射する宇宙に送られるすべての物体に対して法的に責任があるということです。つまり、その企業であるスターリンクによって引き起こされた危害に対して責任を負うのは米国政府であり、危害を及ぼすオブジェクトを軌道に送り込んだのです。」

このペーパーは、衛星の星座を止めるために国際社会が取ることができる可能性のある法的措置を指摘することにより、締めくくりを引きます。

彼らの承認では国家環境政策法に違反する軽い汚染を考慮に入れなかったため、彼らはFCCを訴えることができた。この法律では、連邦政府機関が承認するプロジェクトの環境への影響を検討する必要があります。著者らは、FCCがスターリンクからの光害を十分に考慮していなかったと主張しています。