بييرو بنفينوتي شغوف بعلم الفلك للإنسانية ، وهو جزء من حركة متنامية تنظم الجهود الدولية لضمان وجود حوار حول التداخل المتزايد للضوء الاصطناعي في الليل والأجسام ذات المدار الأرضي المنخفض في العلوم الفلكية.
نسمع الكثير عن الأبراج الجديدة المكونة من آلاف الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض والتي يتم إطلاقها من قبل الشركات الخاصة والحكومات التي تعتبر بالغة الأهمية لتقدم الاتصالات هنا على الأرض. كيف يؤثر هذا على علم الفلك؟
هذه الأبراج الجديدة لها تأثير خطير على مظهر السماء ليلا وعلى الملاحظات الفلكية. ترتبط المشكلة بشكل أساسي بالعدد الكبير من الأقمار الصناعية التي من المتوقع أن تصل إلى 100.000 في غضون سنوات قليلة. تعتمد رؤية القمر الصناعي وسطوعه أثناء الليل على ارتفاع مداره (يتراوح حاليًا من 350 إلى 1200 كم تقريبًا) وعلى انعكاس سطحه وموقفه فيما يتعلق بالمراقب. سيكون جزء من الأقمار الصناعية مرئيًا بالعين المجردة (تلك التي تبلغ قوتها <7th) ، ولكن من المحتمل أن يتم اكتشافها جميعًا بواسطة كاشفات التلسكوبات شديدة الحساسية. لذلك ، يتركون آثار عبورهم على الصور الفلكية ، مما يقلل بشكل كبير من قابلية الاستخدام العلمي للبيانات التي تم جمعها. المعالجة اللاحقة للصور المتأثرة لا تثبت أنها حل: المسارات الأكثر إشراقًا قد تشبع أجهزة الكشف ، مما يجعل أجزاء من الصور غير صالحة للاستعمال ، في حين أن إزالة المسارات الخافتة تترك آثارًا متبقية تؤثر بشكل خطير على البرامج العلمية المهمة ، على سبيل المثال ، المسوحات الإحصائية التلقائية للمجرات الخافتة.
أخبرنا عن فيلم Dark and Quiet Skies for Science and Society. كيف بدأت الحملة ، ومن يقف وراء حملة التوعية بما يدور في مدار الأرض وكيف تؤثر على العلم والإنسانية؟
• الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) ، التي تمثل أكثر من 12,000 عالم فلك محترف من حوالي 90 دولة ، لديها في مهمتها تعزيز وحماية علم الفلك من جميع جوانبه. في عام 2017 ، اقترب IAU من لجنة الأمم المتحدة للاستخدام السلمي للفضاء الخارجي (كوبوس) تقترح إدراج حماية السماء الفلكية ضمن ولايتها. وافقت الكوبوس على المشاركة في تنظيم مؤتمر بعنوان "سماء مظلمة وهادئة للعلم والمجتمعبهدف تقييم تأثير أي تداخلات اصطناعية تؤثر على رؤية السماء وكشف إشارات الراديو الكونية.
في ذلك الوقت ، لم يكن التداخل المحتمل من قبل مجموعات الأقمار الصناعية الكبيرة معروفًا بعد ، ولكن بحلول الوقت الذي تم فيه تنظيم المؤتمر الأول في أكتوبر 2020 ، أصبحت المشكلة الأكثر خطورة والأقرب إلى المهمة الأساسية لكوبوس. لا يمكن الطعن في المزايا التي تقدمها مجموعات التواصل للمجتمع ، ولكن يجب النظر في تأثيرها على المظهر البكر لسماء الليل وعلى علم الفلك باهتمام كبير لأنها تؤثر على كل من التراث الثقافي للبشرية بالإضافة إلى تقدم العلم .
تضمنت نتائج المؤتمر (الذي تم تنظيمه عبر الإنترنت بسبب جائحة Covid-19) توصيات محددة للتخفيف من تأثير التدخلات الاصطناعية. تم تقديمها إلى اللجنة الفرعية العلمية والتقنية التابعة لكوبوس (STSC) في أبريل 2021 وحظيت باهتمام العديد من الوفود. ومن ثم تم عقد مؤتمر ثان ، شارك في تنظيمه أيضًا مكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي (UNOOSA) والاتحاد الفلكي الدولي (IAU) وحكومة إسبانيا ، في أكتوبر / تشرين الأول الماضي مع التركيز على جدوى تنفيذ تدابير التخفيف الملائمة. سيتم تقديمها إلى الاجتماع القادم للجنة الفنية المتخصصة في فبراير 2022.
يشمل استكشاف نظامنا الشمسي كلاً من المرافق الفلكية الأرضية والفضائية. أنت تتحدث عن ثلاث فئات من التدخلات الاصطناعية التي تؤثر سلبًا على الملاحظات الفلكية. هل يمكن أن تخبرنا ما هي وتأثيراتها على علم الفلك؟
الفئات الثلاث للتدخلات الاصطناعية التي تؤثر سلبًا على الملاحظات الفلكية هي:
- الإضاءة الحضرية أو ALAN (الضوء الاصطناعي في الليل) ؛
- المسارات البصرية / الأشعة تحت الحمراء للأقمار الصناعية في المدارات الأرضية المنخفضة (المدار الأرضي المنخفض) ؛
- الإرسال الراديوي بواسطة البواعث الأرضية والفضائية التي تؤثر على علم الفلك الراديوي.
أصبح تداخل ALAN ، الذي يؤثر على كل من علماء الفلك الهواة والمحترفين ، مشكلة حادة مع ظهور LED (ثنائيات انبعاث الضوء) ، لا سيما من قبل أولئك الذين لديهم مستوى عالٍ من الضوء الأزرق. أنشأ الاتحاد الفلكي الدولي حدًا أقصى موصى به للتلوث الضوئي للمواقع الفلكية بنسبة 10٪ فوق مستويات الخلفية الطبيعية. يتزايد التلوث الضوئي على مستوى العالم بمعدل يقدر من 2 إلى 6٪ سنويًا ويحد من الظلام في كل مكان ، بما في ذلك في مواقع المرصد حيث تخاطر المواقع ذات المستوى العالمي بالوصول إلى عتبة 10٪ في العقد المقبل. بالإضافة إلى تأثيره على علم الفلك ، قد يكون للضوء الاصطناعي في الليل تأثيرات بيولوجية كبيرة على النباتات والحيوانات والفقاريات واللافقاريات ، الأمر الذي يتطلب مزيدًا من الدراسة من قبل الخبراء المناسبين.
تم بالفعل ذكر تأثير الأبراج الساتلية الكبيرة على علم الفلك البصري / بالأشعة تحت الحمراء: إنه يؤثر بشكل خاص على التلسكوبات ذات مجال الرؤية الكبير وكذلك عمليات البحث التلقائي عن الأجسام سريعة الحركة ، مثل شبكة تحذير الكويكبات الدولية (IAWN) ، وهو برنامج بدأه ودعمه مكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي ويهدف إلى اكتشاف الأجسام الخطرة المحتملة بالقرب من الأرض (NEOs).
حماية الأرصاد الفلكية الراديوية ، ويعرف أيضًا باسم إدارة الطيف، هي مسؤولية قطاع الاتصالات الراديوية في الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-R). توفر لوائح الراديو توزيعات لمختلف الخدمات ، بما في ذلك علم الفلك الراديوي في إطار خدمة علم الفلك الراديوي (RAS). في الواقع ، لعلم الفلك الراديوي تاريخ طويل من النشاط التفاوضي الذي يهدف إلى حماية نطاقات التردد ذات الأهمية الفلكية من التداخل الضار الناتج عن الانبعاثات الراديوية الاصطناعية ضمن نطاق الطول الموجي ذي الأهمية الفلكية.
ومع ذلك ، فإن الوضع الذي أوجدته الأبراج الكبيرة الجديدة من أقمار الاتصالات السلكية واللاسلكية يشكل تهديدات جديدة لعلم الفلك الراديوي تستحق مزيدًا من الدراسة. على وجه الخصوص ، فإن تقارير Dark and Quiet Skies للحماية توصي بضرورة أن تتمتع تصميمات الأقمار الصناعية بالقدرة على تجنب الإضاءة المباشرة للتلسكوبات الراديوية ومناطق الهدوء الراديوي ويجب إبقاء الضوضاء الكهرومغناطيسية الخلفية المتراكمة الناتجة عن الأبراج أقل من الحد المتفق عليه من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات .
لدينا هيئات حكومية دولية ، مثل UNOOSA - مكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي ومعاهدة المبادئ التي تنظم أنشطة الدول في استكشاف واستخدام الفضاء الخارجي ، وكذلك COPOUS - لجنة استخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية . هل الهيئات الحكومية الدولية والمؤسسات الخاصة تعمل معًا بشكل وثيق بما يكفي لضمان تنفيذ استكشاف واستخدام الفضاء الخارجي لصالح - ومصالح - جميع البلدان والبشرية؟ أم أن سفينة المؤسسة الخاصة أبحرت بالفعل؟ هل فات الأوان لمنع تداخل الأبراج ذات المدارات الأرضية المنخفضة؟
• ستسكفي تقريره الأخير ، شجع مكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي (UNOOSA) على التواصل مع جميع أصحاب المصلحة المعنيين ، مثل الاتحاد الفلكي الدولي وآخرين ، بشأن مسألة الأجواء المظلمة والهادئة ، من حيث صلتها بولاية اللجنة ولجانها الفرعية. وسلط الضوء أيضا على أن المؤتمر الثاني حول الأجواء المظلمة والهادئة يمكن أن يقدم مدخلات في مناقشة مركزة حول فرص التعاون الدولي. في الواقع ، تمت دعوة الشركات الخاصة التي تقوم حاليًا بإطلاق الأبراج أو تخطط لإطلاقها للمشاركة في المؤتمر وساهمت بشكل فعال في النقاش حول تدابير التخفيف التي يمكن تنفيذها. حاول بعضهم بالفعل تعديل تصميم أقمارهم الصناعية من أجل تقليل لمعانها الظاهري في المدار.
يجب القيام بالمزيد من العمل ، ولكن من الواضح أنه بالتوازي مع تعريف المبادئ التوجيهية المتفق عليها دوليًا ، سيكون التعاون الوثيق بين الصناعة والمجتمع الفلكي مفيدًا في التخفيف من الآثار السلبية. هذا الإجراء مهم بشكل خاص للأبراج المستقبلية المتوقعة: خلصت المجموعة الفرعية الصناعية للمؤتمرات إلى أن مشغلي السواتل كانوا أكثر عرضة لتبني ممارسات طوعية أو أدوات تخفيف إذا تعاملوا مع علماء الفلك في وقت مبكر من دورة مشروعهم ، قبل الانتهاء من تصميمات المركبات الفضائية وعند إجراء التعديلات إلى الهندسة المعمارية وتصميم المركبات الفضائية أو العمليات التي يمكن تقديمها بتكلفة أقل أو تأثير الجدول الزمني. من أجل تعزيز هذا الإجراء ، أعلن الاتحاد الفلكي الدولي مؤخرًا عن تأسيس مركز تنسيق سيواصل تعزيز الحوار مع جميع أصحاب المصلحة وعلماء الفلك.
عقد الاتحاد الدولي للاتصالات منتدى إدارة الإنترنت السنوي في أوائل ديسمبر ، حيث تمت مناقشة الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض باسم الوصول إلى المعلومات والوصول إلى الإنترنت. كيف يمكن للاتحاد الدولي للاتصالات ، وكوبوس ، ومكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي (UNOOSA) والمجتمع العلمي الدولي العمل معًا لضمان الحوار حول تأثير الأبراج الساتلية على العلم والمجتمع؟
كما ذكرنا سابقًا ، تخلق الأبراج الكبيرة الجديدة من سواتل الاتصالات تحديات غير مسبوقة لكل من إدارة الطيف ، التي تقع تحت مسؤولية قطاع الاتصالات الراديويةوإدارة حركة المرور في الفضاء التي تقع تحت مسئولية كوبوس. كما نوقش أعلاه ، فإن الجمع بين هذين الجانبين يؤثر سلبًا على علم الفلك. لذلك نأمل أن يقوم الاتحاد الدولي للاتصالات ومكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي (UNOOSA) بتقييم الوضع الجديد بشكل مشترك وتأكيد أو إعادة تحديد مسؤولياتهما المشتركة بهذه الطريقة التي يعرفها الاتحاد الفلكي الدولي إلى المنظمة التي يجب أن يناشدها رسميًا.
لمزيد من التفاصيل:
شاهد الندوة عبر الإنترنت ، معالجة تأثير الأبراج الساتلية على علم الفلك والمجتمع: المسارات إلى الأمام مع الأكاديميات الوطنية للعلوم والاتحاد الفلكي الدولي
الصورة عن طريق جيف براينت على Flickr CC BY-NC 2.0