Сателитите поддържат сателитни изображения. Астрономите се нуждаят от поправка – Ars Technica

Рояци сателити осеяха зрителното поле на космическия телескоп Хъбъл, оставяйки нещо като следи от надраскване върху космическите изображения и възпрепятствайки работата на учените. блъскане рояци от тези спътницикоито отразяват слънчевата светлина и имитират астрономически тела, постепенно заплашват Трансформиране на нощното небе И влияе върху начина, по който работи астрономията.

Дейвид Старк, астроном от Научния институт за космически телескопи в Балтимор, каза миналата седмица в Научния институт за космически телескопи в Балтимор Американско астрономическо общество Конференция в Албакърки, Ню Мексико. Всъщност, каза той, неговият екип използва нов метод за откриване, за да измери скоростта на сателитните следи двойно. Но Старк представи идеята на екипа си да поправи Band-Aid: нова програма, описана във файл Модерен доклад Това е пет до 10 пъти по-чувствително при намиране на песни от предишни програми и след това ги скрива. „Особено е добър при намирането на следи от сателити, които иначе биха пропуснали“, каза той.

Това е стандартна процедура за астрономите да се опитват да изчистят изображения от „артефакти“, като ефектите от космическите лъчи, удрящи детекторите на камерата на Хъбъл, или дифракционни пикове, които правят ярките звезди да изглеждат като мерник. Понякога досадна звезда от Млечния път може да ви попречи да видите далечен обект. Новата технология, наречена Median Radon Transform, сканира всеки линеен път през изображението под всеки възможен ъгъл. Когато даден път е подравнен със сателитен път, системата забелязва отклонение от средния поток – или яркост при дадена дължина на вълната в пиксели – измерено в области на привидно празно небе. Може да открива и къси линии, но те трябва да са малко по-ярки, за да бъдат избрани, тъй като покриват по-малко пиксели.

След това този софтуер позволява на астрономите да маскират сателитните следи, така че засегнатите пиксели да се игнорират при анализа им на данните. Това е като да съборите няколко грешно отпечатани страници в книга, така че да можете да ги пропуснете, докато изучавате останалата част от тома.

Но е по-добре да не губите тези страници. Когато има множество експозиции на едно и също поле, астрономът може да използва допълнителни софтуерни инструменти, за да премахне напълно линията от окончателното комбинирано изображение. След това тази част от небето ще изглежда както трябва, въпреки че съотношението сигнал/шум на пикселите в този ред ще бъде по-ниско, отколкото ако сателитът не беше пресекъл пред телескопа този ден. Старк и неговият екип включват кода си в стандартен софтуерен пакет, наречен „Extools“, който изпълняват.

Тази корекция обаче има основно ограничение: тя е проектирана за телескопа Хъбъл, който обикаля на 332 мили над Земята и е по-малко изложен на сателитни ивици, отколкото обсерваториите на Земята. Наземните оптични телескопи с изображения с широко поле – които често не изискват множество експозиции – вероятно ще бъдат по-засегнати. Вече има няколко случая на сателитни изображения с оптично изображение, направени от телескопи Панамериканска обсерватория Cerro Tololo в Чили и Обсерватория Лоуел В Аризона например.

Проблемът ще бъде много по-лош за дълго отлагания проект, финансиран от Националната научна фондация Обсерватория Вера Рубин, който се сглобява в чилийските Анди и ще започне да прави снимки през следващата година. Неговата невероятно чувствителна камера ще открие слаби, променящи се обекти, като звезда, която се движи като свръхнова, или близък до Земята астероид, и телескопът автоматично ще изпраща предупреждения до астрономите, когато открие такива обекти. Но Робин съдействаше Изразено безпокойство Относно възможността за фалшиви сигнали, благодарение на светлината, отразяваща се от сателити или нежелано пространство в орбита, той предупреди, че до 30 процента от неговите изображения могат да бъдат засегнати от сателитни ивици. Например, лъч слънчева светлина от малко парче изолация може да се види от сателит, наблюдаван в телескоп като светеща звезда. Освен ако астрономът не може да измери спектъра на светлината, може да се заблуди, казва Джон Барентайн, астроном от Тусон, Аризона, който наскоро Автор е на монография За светлинното замърсяване от обекти на ниска земна орбита.

Вторият проблем е, че броят на сателитните линии се увеличава. Старк тества програмата върху 20-годишни данни от усъвършенстваната камера за проучвания на Хъбъл. Въпреки че сателитните следи не се промениха в яркостта, тя почти се удвои в скоростта. Екипът открива следи на всеки три до четири часа от данни на Хъбъл, взети през 2002 г. Но през 2022 г. спътниците на Хъбъл са бомбардирани със светлина на всеки един до два часа. Това означава, че 5 процента от снимките, направени преди 20 години, са били засегнати, сега са около 10 процента.

Скоростта със сигурност ще продължи да расте, казва Шандор Крук, астроном от Института за извънземна физика Макс Планк в Мюнхен, Германия. „Бихте очаквали с течение на времето повече ивици в изображенията. Това е пропорционално на броя на сателитите над обсерваторията“, казва Крок, водещ автор на Скорошно проучване който използва краудсорсинг етикети и машинно обучение за проследяване на сателитни пътища в изображенията.

Крок и колегите му отбелязват по-нисък процент, нарастващ от около 2,5 до 5 процента през последните две десетилетия. Те откриха, че тази тенденция бързо ескалира от около 2018 г., приблизително по същото време, когато компаниите започнаха да циркулират Космически мега съзвездия, свързвайки стотици или хиляди от тях в мрежи. (Старк и Крук приписват различните проценти в своето изследване на използването на различни техники за измерване.)

Тези мега кули имат ясни предимства за своите оператори. Сателитите са по-малки и следователно по-евтини за производство и изстрелване, а мрежовите услуги са по-малко податливи на смущения, като например чрез космически климат или Антисателитни оръжия. Starlink на SpaceX съставлява най-голямата сателитна мрежа до момента с около 4000 в орбита и планира да ги увеличи до 42 000. Съзвездието OneWeb съдържа повече от 600 сателита, но те са в по-висока орбита, което намалява въздействието върху астрономическите наблюдения. И Amazon се готви да стартира своя проект Kuiper това лято, като лети с първите си сателити за предоставяне на широколентови услуги по време на първия полет на ракетата Vulcan Centaur на United Launch Alliance. Компанията планира да насели това съзвездие с повече от 3000 сателита.

SpaceX и някои други компании са тествали възможни решения, като покриване на сателит с тънък филм, за да го потъмни, така че да отразява по-малко светлина, или добавяне на козирка, която да отразява светлината далеч от Земята. Тези ограничени усилия бяха много по-малко от Цели за яркост на Международния астрономически съюзНякои от тези конструкции са причинили проблеми на самите сателити, като са ги нагрявали твърде много или са пречили на комуникациите между сателитите.

Концепцията на НАСА за работа с нейните търговски партньори Подобряване на Хъбъл До по-висока орбита може по невнимание да смекчи проблема с фотодетонацията. Атмосферното съпротивление постепенно придърпа космическия кораб по-близо до Земята. Избутването му назад има за цел да удължи живота му – но също така ще го държи далеч от малка част от преминаващите спътници.

Нищо от това няма да реши проблемите на наземните обсерватории, които трябва да разглеждат цялата атмосфера, включително всички сателитни орбити. И Барентин се опасява, че въпреки че компаниите все още не са намерили никакви технически поправки, те не са забавили темпото на изстрелване на сателити. „Хората в индустрията имат толкова силна вяра в иновациите“, казва той, „и моят отговор на това беше: Историята на науката, технологиите и околната среда е пълна със случаи на импулсивно стартиране на технологии, които ние не сме направили разбирането създаде много отрицателни странични ефекти.

Тази история се появи първоначално wired.com.