कैसे उपग्रह झुंड खगोल विज्ञान के लिए एक बढ़ते खतरे को खड़ा करते हैं

रात के आकाश में घूरते हुए स्टारलिंक उपग्रहों का एक सुपर वाइड एंगल दृश्य

कार्सन नेशनल फ़ॉरेस्ट, न्यू मैक्सिको के पास रात के आकाश की एक समय-व्यतीत तस्वीर में स्टारलिंक उपग्रह लकीर (लंबवत)।श्रेय: एम. लेविंस्की (सीसी बाय 2.0)

कैलिफोर्निया के हॉथोर्न में एक एयरोस्पेस कंपनी स्पेसएक्स को तीन साल हो चुके हैं, जिसने स्टारलिंक इंटरनेट-संचार उपग्रहों का अपना पहला बैच लॉन्च किया, जिससे खगोलविदों के बीच रात के आकाश की तस्वीरों में उपग्रहों की लकीरों के बारे में चिंता बढ़ गई। तब से, कई अन्य स्टारलिंक लॉन्च किए गए हैं: उनमें से 2,300 से अधिक अब पृथ्वी की परिक्रमा कर रहे हैं, जिसमें सभी परिचालन उपग्रहों का लगभग आधा हिस्सा शामिल है।

वैज्ञानिकों ने हमले से निपटने में कुछ प्रगति की है। उदाहरण के लिए, कुछ दिनों के भीतर इंटरनेशनल एस्ट्रोनॉमिकल यूनियन (IAU) एक वेबसाइट शुरू करेगा जिसमें टेलीस्कोप ऑपरेटरों को उपग्रह स्थानों की भविष्यवाणी करने में मदद करने के लिए उपकरण शामिल हैं ताकि वे अपने उपकरणों को कहीं और इंगित कर सकें।1.

लेकिन सबूत जमा करने से पता चलता है कि ये उपग्रह ‘मेगाकॉन्स्टेलेशन’ खगोलीय वेधशालाओं और दुनिया भर के अन्य स्काईवॉचर्स के साथ कितना हस्तक्षेप करेंगे। और उपग्रह कंपनियों को अभी तक कोई समाधान नहीं मिला है। स्पेसएक्स रात के आकाश में अपनी उपस्थिति को कम करने के लिए अपने स्टारलिंक्स पर सन-ब्लॉकिंग शेड्स लगाकर समस्या का समाधान करने की कोशिश कर रहा था। लेकिन प्रकृति पता चला है कि कंपनी ने ऐसा करना बंद कर दिया है।

अगले कुछ वर्षों में दसियों हज़ार नए उपग्रह प्रक्षेपित किए जा सकते हैं। सिएटल में वाशिंगटन विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री मेरेडिथ रॉल्स कहते हैं, “यह एक अस्थिर प्रक्षेपवक्र है।” “फिलहाल, हमारा विज्ञान ठीक है। लेकिन हम किस बिंदु पर एक खोज को याद करेंगे? ”

मेगाकॉन्स्टेलेशन का टोल

पहले स्टारलिंक्स लॉन्च होने के बाद से, खगोलविद उपग्रह फोटोबॉम्बिंग वैज्ञानिक टिप्पणियों के बारे में घबराने से लेकर वैश्विक प्रतिक्रिया आयोजित करने तक चले गए हैं। 2020 और 2021 में अंतर्राष्ट्रीय कार्यशालाओं की एक श्रृंखला के बाद, IAU ने उपग्रह नक्षत्र हस्तक्षेप से अंधेरे और शांत आकाश के संरक्षण के लिए एक केंद्र स्थापित किया। इसकी जल्द ही लॉन्च होने वाली वेबसाइट खगोलविदों, नीति निर्माताओं, उपग्रह ऑपरेटरों और जनता के लिए एक केंद्र के रूप में काम करने के लिए है ताकि आसमान से धधकते उपग्रहों के प्रभाव को कम किया जा सके।

एक हालिया अध्ययन से पता चलता है कि भविष्य के उपग्रह तारामंडल गर्मियों की रातों के दौरान लगभग 50 डिग्री दक्षिण और 50 डिग्री उत्तर के अक्षांशों पर सबसे अधिक दिखाई देंगे, जहां कई यूरोपीय और कनाडाई खगोलीय सुविधाएं आधारित हैं।2. अध्ययन में कहा गया है कि अगर स्पेसएक्स और अन्य कंपनियां अपने प्रस्तावित 65, 000 उपग्रहों को लॉन्च करती हैं, तो ग्रीष्म संक्रांति के आसपास उन अक्षांशों पर रात भर चमकीले बिंदु आसमान में घूमते रहेंगे। सूर्योदय और सूर्यास्त के आसपास के घंटों में, नग्न आंखों को दिखाई देने वाले प्रत्येक 14 सितारों में से लगभग एक वास्तव में एक उपग्रह होगा।

“यह वास्तव में काफी भयावह है,” कनाडा में रेजिना विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री सामंथा लॉलर कहते हैं, जिन्होंने काम का नेतृत्व किया।

व्यक्तिगत खगोलीय पिंडों पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय आकाश के विस्तृत विस्तार का अध्ययन करने वाली खगोलीय वेधशालाएं सबसे अधिक प्रभावित होंगी। ज़्विकी ट्रांसिएंट फैसिलिटी (ZTF), जो पालोमर माउंटेन, कैलिफ़ोर्निया पर 1.2-मीटर टेलीस्कोप का उपयोग करके आकाश के व्यापक क्षेत्रों का सर्वेक्षण करती है, अगस्त 2021 में गोधूलि के दौरान ली गई 18% छवियों में उपग्रह धारियाँ थीं।3. और यह संख्या बढ़ गई है क्योंकि उपग्रह संख्या में वृद्धि हुई है, वारसॉ विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री, प्रमुख लेखक प्रेज़ेमेक मिरोज़ कहते हैं। उन्होंने अप्रैल 2022 से ZTF डेटा का प्रारंभिक विश्लेषण किया और पाया कि उपग्रह की लकीरों ने लगभग 20-25% गोधूलि छवियों को प्रभावित किया।

अब तक, ZTF ने अपने कई मापों को उपग्रह की लकीरों से क्षतिग्रस्त नहीं किया है, क्योंकि इसकी छवि-प्रसंस्करण विधियाँ उपग्रह ट्रेल्स का पता लगा सकती हैं और मास्क कर सकती हैं, Mróz कहते हैं। लेकिन अन्य वेधशालाओं को बड़ी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है – विशेष रूप से वेरा सी रुबिन वेधशाला, संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा वित्त पोषित और चिली में निर्माणाधीन 8.4 मीटर चौड़ी दूरबीन। क्योंकि यह हर तीन दिनों में पूरे दृश्यमान आकाश की तस्वीर लेगा, यह विशेष रूप से अपनी छवियों के माध्यम से अनुगामी उपग्रह स्ट्रीक्स के प्रति संवेदनशील होगा। रॉल्स और अन्य खगोलविद नुकसान को कम करने के तरीकों पर काम कर रहे हैं, जैसे कि एल्गोरिदम जो डेटा से उपग्रह की लकीरों को पहचान और मिटा सकते हैं। लेकिन डेटा को ठीक करने में अभी भी बहुत समय और ऊर्जा लगती है। “यह निश्चित रूप से मेरे करियर को खा रहा है,” रॉल्स कहते हैं।

एक व्यस्त आकाश

उपग्रहों की बढ़ती संख्या से रेडियो खगोल विज्ञान के क्षेत्र पर नकारात्मक प्रभाव पड़ने और अंतरिक्ष मलबे की मात्रा में वृद्धि का भी खतरा है। अन्य, व्यापक प्रभाव दुनिया भर में जीवन को प्रभावित कर सकते हैं: उपग्रहों की उपस्थिति आकाश में एक पृष्ठभूमि चमक में योगदान करती है जो आकाशीय नेविगेशन पर भरोसा करने वाले जानवरों को भटका सकती है। सैटेलाइट स्ट्रीक्स मानव ज्ञान प्रणालियों के साथ भी हस्तक्षेप कर सकते हैं, जैसे कि स्वदेशी ज्ञान प्रणाली जो पूरे वर्ष महत्वपूर्ण घटनाओं को चिह्नित करने के लिए अंधेरे आसमान से जानकारी पर निर्भर करती हैं4.

खगोल विज्ञान में पीएचडी उम्मीदवार और कैनबरा में ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय में एक स्वदेशी शोध सहयोगी कार्ली नून कहते हैं, उपग्रह नक्षत्रों का बढ़ता खतरा रात के आकाश के अन्य क्षरण जैसे प्रकाश प्रदूषण को जोड़ता है। “जिस तरह से हमारी जमीनों का उपनिवेश था, उसी तरह हमारे आसमान को अब उपनिवेश बनाया जा रहा है,” वह कहती हैं। “और यह सिर्फ स्वदेशी लोग नहीं हैं।” वह बताती हैं कि कंपनियों ने वैज्ञानिक समुदाय से परामर्श किए बिना उपग्रहों को लॉन्च किया है।

कुछ उपग्रह ऑपरेटर समस्या को कम करने के लिए काम कर रहे हैं। स्पेसएक्स, लंदन में वनवेब और सिएटल, वाशिंगटन में अमेज़ॅन के प्रोजेक्ट कुइपर सहित कंपनियों ने उपग्रहों के प्रभाव को कम करने के तरीकों के बारे में आईएयू और राष्ट्रीय खगोलीय समाजों के साथ नियमित रूप से मुलाकात की है। स्पेसएक्स ने अपने स्टारलिंक्स को कम करने के तरीकों का परीक्षण किया है, जिसमें सनशेड स्थापित करना भी शामिल है। सनशेड उपग्रहों की चमक को कम करते हैं5, लेकिन ऐसा प्रतीत होता है कि वे Starlinks की नवीनतम पीढ़ी से छूट गए हैं। सितंबर के बाद से लॉन्च किए गए वे उपग्रह एक दूसरे के साथ संचार करने के लिए रेडियो के बजाय लेजर का उपयोग करते हैं, और सनशेड उन संचारों में हस्तक्षेप करते हैं।

स्पेसएक्स इसके बजाय पृथ्वी से दूर प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए उपग्रह दर्पणों में स्टिकर या अन्य सामग्री जोड़ने जैसे अन्य शमन पर काम कर रहा है, कंपनी के एक इंजीनियर डेविड गोल्डस्टीन ने यूके स्थित फेडरेशन ऑफ एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटीज (एफएएस) द्वारा आयोजित एक वेबिनार के दौरान कहा। इस माह के शुरू में।

यह कितनी अच्छी तरह काम कर सकता है अभी भी सुलझाया जा रहा है। समय के साथ स्टारलिंक्स की चमक के 102 अवलोकनों के एक अप्रकाशित विश्लेषण से पता चलता है कि नई पीढ़ी के लोग सनशेड के लिए जाने जाने वाले लोगों की तुलना में उज्जवल लगते हैं। हालांकि, वे बिना सनशेड के मूल स्टारलिंक्स की तरह उज्ज्वल नहीं हैं, बॉवी, मैरीलैंड के एक सेवानिवृत्त खगोलशास्त्री एंथनी मल्लमा कहते हैं, जिन्होंने विश्लेषण चलाया।

इस बीच, वनवेब ने 648 उपग्रहों के नियोजित प्रारंभिक सेट में से 428 लॉन्च किए हैं। वे स्टारलिंक की तुलना में बहुत अधिक ऊंचाई पर परिक्रमा करते हैं – 550 किलोमीटर की तुलना में 1,200 किलोमीटर। उपग्रह आमतौर पर स्टारलिंक्स की तुलना में कमजोर होते हैं क्योंकि वे बहुत दूर होते हैं, लेकिन वे चमक में काफी भिन्न हो सकते हैं जो इस बात पर निर्भर करता है कि वे सूर्य के प्रकाश को कैसे पकड़ते हैं और प्रतिबिंबित करते हैं।

2021 के दौरान 50 वनवेब उपग्रहों के एक प्रारंभिक अध्ययन में पाया गया कि उनमें से लगभग आधे खगोलविदों द्वारा निर्दिष्ट ‘सुरक्षित’ सीमा से थोड़े चमकीले थे, चिली के कोपियापो में अटाकामा विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री जेरेमी ट्रेग्लोअन-रीड कहते हैं। वनवेब का कहना है कि वह अपने उपग्रहों की दृश्यता कम करने के लिए प्रतिबद्ध है; यह उनकी चमक को मापने के लिए सिसिली में एक टेलीस्कोप का उपयोग करता है और भविष्य के उपग्रहों को डिजाइन करने के लिए उस जानकारी को आकर्षित कर रहा है, जो अंतरिक्ष बुनियादी ढांचे के विकास और साझेदारी के वनवेब के उपाध्यक्ष मौरिजियो वनोटी ने एफएएस वेबिनार को बताया।

अमेज़ॅन का प्रोजेक्ट कुइपर, जो 3,200 से अधिक उपग्रहों को जोड़ेगा, इस साल के अंत तक अपने पहले 2 प्रोटोटाइप उपग्रहों को लॉन्च करने की योजना बना रहा है। उनमें से एक में एक सनशेड होगा ताकि कंपनी उपग्रहों की चमक को कम करने की अपनी क्षमता की तुलना कर सके।

रात के आकाश में कितने चमकीले उपग्रह दिखाई देने चाहिए, इसे नियंत्रित करने के लिए कोई कानून नहीं हैं, हालांकि IAU और अन्य खगोलीय संगठन संयुक्त राष्ट्र को समस्या को पहचानने के लिए जोर दे रहे हैं। 1 जून को वियना में शुरू होने वाली बाहरी अंतरिक्ष के शांतिपूर्ण उपयोग पर संयुक्त राष्ट्र की समिति की बैठक में कई देशों के प्रतिनिधि आसमान की रक्षा पर चर्चा करेंगे।

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