ESO: Bir milyon uydu ve uzay aynası gece gökyüzünü tehdit ediyor

Avrupa Güney Gözlemevi'nin (ESO) yeni bir çalışması, yörüngeye 1,7 milyondan fazla uydu gönderilmesini öngören güncel önerilerin, aralarında son derece parlak olanlar da dahil, "astronomi için yıkıcı sonuçlar doğuracağını" ortaya koydu. Çalışmaya göre, modern teleskoplarla gece gökyüzünü gözlemleme yeteneğimizi korumak için Dünya yörüngesinde, çıplak gözle görünürlüğün altında kalan sönük uydulardan en fazla 100 000 tanesi bulunmalı. Çalışma, büyük ve parlak uydu takımyıldızlarının -sağlık ve çevre üzerindeki etkileri de kaygı uyandırıyor- gece gökyüzünü aydınlatarak astronomik gözlemleri hangi ölçüde etkileyeceğini hesaplayan ilk çalışma.

2019'dan bu yana Dünya yörüngesindeki uydu sayısı hızla artarak bugün 14 000'in üzerine çıktı [1]; bu sayıya SpaceX'in Starlink haberleşme uyduları egemen. Uydu önerileri de hem sayı hem olası etki bakımından büyüdü. Uydu takımyıldızlarının astronomi üzerindeki etkisini azaltmaya yönelik önerilerin geliştirilmesinde yer alan Olivier Hainaut, "Şimdiye kadar idare ettik, ama durum kötüleşiyor" diyor. SpaceX gibi şirketler uydularını daha az parlak yapmak için önlemler almış olsa da güncel uydu önerileri astronominin kaldırabileceği "sınırın ötesine" geçiyor. ESO'da 30 yılı aşkın süredir gökbilimci olan Hainaut, Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanmak üzere kabul edilen, uydu takımyıldızlarının etkilerini inceleyen hakem denetimli çalışmanın yazarı.

SpaceX, uzay tabanlı veri merkezleri için yörüngeye bir milyon uydu daha göndermeyi planlıyor; bu, gökyüzünün görünümünü önemli ölçüde değiştirecek. Yeni çalışma, her gecenin büyük bölümünde yüzlerce uydunun, belirli zamanlarda ise iyi koşullarda çıplak gözle görülen yıldız sayısına benzer biçimde birkaç bine kadar uydunun görüneceğini gösteriyor. E-Space'in Cinnamon'u ile Çin'in CTC-1 ve 2'si gibi planlanan diğer uydu takımyıldızları yörüngeye yüz binlerce uydu daha ekleyerek sorunu büyütecek.

ABD'li girişim Reflect Orbital, geceleyin güneş ışığı sağlamak üzere, Dünya yüzeyinde en az beş kilometre genişliğinde yansıyan ışın demetleri oluşturacak, aynaya benzer çok büyük uydulardan oluşan bir takımyıldız fırlatmayı hedefliyor. Şirket bu yıl yörüngeye bir prototip uydu yerleştirmeyi ve uydu sayısını 2035'e kadar 50 000'e çıkarmayı planlıyor. Bu uydular yörüngedeki en parlak uydular olacak ve Dünya'daki karanlık gökyüzü için zarar verici sonuçlar doğuracak. Hainaut'nun hesaplamaları, takımyıldızın tamamının gece gökyüzünü çok parlak görünen yüzlerce uyduyla dolduracağını gösteriyor. Yansıyan bir ışının içinden bakıldığında güneş ışığı ileten uydu dolunaydan dört kat parlak görünecek. Hiçbir uydu ışınını doğrudan bir gözlemciye yöneltmese bile her biri "sabah yıldızı" Venüs gezegeni kadar parlak olacak. Almanya'nın Münih gibi ışık kirliliği olan bir kentinde bu yüzlerce uydu, gece gökyüzünde görünen tek "yıldız" olacak.

Bu öneriler, çalışmada ele alınan diğerleriyle birleştiğinde gece gökyüzünü dramatik biçimde aydınlatacak; uzak galaksiler, diğer yıldızların çevresindeki bazı Dünya benzeri gezegenler ve hatta Dünya için tehlike oluşturabilecek asteroitler gibi sönük kozmik hedefleri gözlemleme yeteneğimizi engelleyecek.

Hainaut şöyle açıklıyor: "Güneş tarafından aydınlatılan uydular, uzak galaksilerden çok daha parlak. Bir uydu gözlediğimiz alanı kestiğinde görüntüde parlak bir çizgi bırakıyor ve arkasındaki her şeyi siliyor."

Hainaut, uydu takımyıldızlarının bu ve diğer etkilerinin astronomik gözlemler üzerindeki etkisini hesaplamak için mevcut ve planlanan tüm uydu takımyıldızlarının konumlarını, hareketlerini ve parlaklıklarını simüle etti.

SpaceX'in uydu mega takımyıldızı için, gecenin ikinci saatinde ESO'nun Şili'deki Paranal Gözlemevi'nde bulunan Çok Büyük Teleskobu (VLT) ile çekilen her görüntüde düzinelerce iz görüneceğini, bunun da görüş alanında yüzde 28'e varan kayıplar anlamına geldiğini buldu [2]. Bu, uyduların iyi koşullarda çıplak gözle görülemeyecek kadar sönük olduğu varsayımına dayanıyor. Biraz daha parlak olmaları durumunda bazı cihazlar daha da fazla etkilenecek: örneğin ABD Ulusal Bilim Vakfı'nın Vera C. Rubin Gözlemevi'ndekine benzer bir kamerada görüntülerin çoğu her gece birkaç saat boyunca kullanılamaz hale gelebilir [3].

Hainaut'nun simülasyonları, hiçbir Reflect Orbital uydusunun ışınını doğrudan bir gözlemevine ya da yakınına yöneltmediğini varsaydı. Buna rağmen tek bir ayna uydunun izi, Rubin Gözlemevi'ndekine benzer bir kamerayla yapılan gözlemi bozabilir. Reflect Orbital uydularının tamamı yörüngedeyken, uydular Güneş tarafından aydınlatıldığı sürece böyle bir kameranın her görüntüsü kaybolur.

Ancak gözlemlerimizi sınırlayan yalnızca uyduların çaprazlama yolları değil: ışıkları gökyüzünün tamamını kirletebilir. Doğrudan görülemeyecek kadar sönük uydular "yaygın" bir ışık perdesi oluştururken, daha parlak uyduların ışığı atmosferden geçerken her yöne "saçılıyor". Her iki katkı da gece gökyüzünün genel parlaklığını artırıyor. Bu çalışma, uydu takımyıldızlarının arka plan gökyüzü parlaklığına katkısının astronomi üzerindeki etkilerini ele alan ilk çalışma ve uydu ışık kirliliğinin tüm boyutunu ortaya koyuyor.

Reflect Orbital gibi çok parlak takımyıldızların arka plan gökyüzü parlaklığı üzerinde özellikle önemli bir etkisi olacak. 50 000 Reflect Orbital uydusunun tamamıyla gökyüzü genel olarak üç dört kata kadar daha parlak olacak.

Hainaut, önerilen 1,7 milyon yeni uydunun yer tabanlı astronomi için ağır sonuçlar doğuracağı sonucuna varıyor. Bu etkiler, karanlık bir yerden çıplak gözle görülemeyecek kadar sönük olan uyduların toplamını, mevcut ve gelecekteki uyduları birlikte sayarak 100 000 ile sınırlamakla önlenebilir. Hainaut, "Bu 99 999 iyi, 100 001 kötü gibi kesin bir sayı değil; açıkça söylemek gerekirse 50 000'i tercih ederdim" diyor ve ekliyor: "Ancak 100 000, ekipman arızası gibi diğer teknik kayıplarla aynı düzeyde kayıplara yol açıyor." Ancak uyduların görsel kadir 7'den sönük olması gerektiğini [4], bazıları çıplak gözle görünürlük eşiğinin üzerinde fazla parlak olursa toplam sayının çok daha düşük olması gerekeceğini de belirtiyor.

En uç yeni önerilerin sorumlusu SpaceX ve Reflect Orbital, fırlatma izni için ABD Federal İletişim Komisyonu'na (FCC) başvurdu. Bu yeni çalışma, ESO'nun Birleşik Krallık Kraliyet Astronomi Topluluğu ve Uluslararası Astronomi Birliği ile iş birliği içinde bu öneriler konusunda FCC'ye verdiği yanıtın temelini oluşturdu.

ESO'nun öneriler konusundaki yanıtını koordine eden Kurumsal İlişkiler Sorumlusu Betty Kioko, "FCC, Reflect Orbital ile ilgili 1800'den fazla, SpaceX'in başvurusuyla ilgili ise 1500'e yakın yorum aldı. Top şimdi FCC'de; iki başvuru konusunda alacakları kararları bekliyoruz. Optik astronomi için bu, varoluşsal bir tehdit ve düzenleyicilerin bu görüşü paylaşmasını umuyoruz" diyor.

ESO Genel Müdürü Xavier Barcons ise şöyle diyor: "Astronomi, bilimsel, teknik, ekonomik ve eğitsel değerler dahil insanlık için büyük değer üretiyor ve evrendeki yerimizi anlamamıza yardım ediyor. Alçak Dünya yörüngesinde planlanan çok sayıdaki uydu bu kapasiteyi zorluyor; bu da gelecekteki uydu fırlatmalarının sınırlandırılması gerektiğini, gökbilimcilerin, mühendislerin, uydu operatörlerinin ve diğer paydaşların sıkı azaltım önlemlerini benimsemek için birlikte çalışması gerektiğini vurguluyor."

Hainaut sözlerine şöyle devam ediyor: "Binlerce uydu göndermenin ekonomik, ekolojik ve astronomik sonuçları var." Çok parlak uydu takımyıldızlarının yol açtığı ışık kirliliği biyolojik saatleri ve ekosistemleri bozarak Dünya'daki yaşamın sağlığını ve işleyişini etkileyebilir. Büyük takımyıldızların, binlerce uyduyu göndermek ve sürdürmek için gereken çok sayıdaki fırlatma yoluyla ve ömrünün sonunda yeniden girişte yanarken yol açtığı atmosfer kirliliği yoluyla hava kalitesi üzerinde de doğrudan etkileri var. Hainaut, "Benim işim astronomi, bu yüzden astronomi üzerindeki etkileri ölçüyorum. Diğerlerinin de kendi uzmanlık alanlarındaki öteki etkileri değerlendirmesini umuyorum" diyor.

Hainaut şöyle bitiriyor: "Alçak Dünya yörüngesi, küresel bağlantıdan evrene açık erişimimize kadar modern yaşama muazzam değer katan göksel bir deniz kıyısı. Ancak bu kaynağın gelecek kuşaklar için bozulmamış ve erişilebilir kalmasını sağlamak için, astronomiyi etkileyen ışık kirliliğinden uydu yeniden girişinin atmosferik etkilerine kadar mega takımyıldızların ayak izini yönetmeliyiz."

[Düzeltme: 9 Temmuz Perşembe günü FCC, Reflect Orbital'a gösterim uydusunu konuşlandırma izni verdi.]

Notlar

[1] Ölü uydular ve enkaz da sayılırsa şu anda yörüngedeki uydu sayısı 32 000'e çıkıyor.

[2] Simülasyonda ele alınan cihaz, büyük teleskoplardaki geleneksel kameraları temsil eden VLT'nin iş atı FORS2'dir.

[3] Rubin Gözlemevi'ndekiler gibi yüksek yoğunluklu, karmaşık elektroniğe sahip kameralarda, dedektörü doyuracak kadar parlak bir uydu izi yalnızca astronomik görüntüde geniş bir çizgi değil, kayıpları katlayan ve potansiyel olarak görüntünün tamamını kirletebilen bir dizi hayalet iz de bırakır.

[4] Görsel kadiri 7'nin altındaki bir uydu, Rubin Gözlemevi'ndekiler gibi kameraların dedektörünü doyurmaz. Bu aynı zamanda, uyduların en karanlık gökyüzünde bile çıplak gözle görülemeyecek kadar sönük olması anlamına gelir.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma, Olivier Hainaut'nun (Avrupa Güney Gözlemevi, Almanya) Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanacak makalesinde sunuldu.

Bu haber, ESO Gözlemevi tarafından yayımlanan metinden çevrilmiştir.