衛星は衛星画像を維持します。 天文学者には修正が必要 – Ars Technica

衛星の群れがハッブル宇宙望遠鏡の視野に点在し、宇宙画像に引っかき傷のような跡を残し、科学者の研究を妨げています。 ハッスル これらの衛星の群れ太陽光を反射し、天体を模倣する生物が徐々に脅威にさらされています。 夜空を変える そしてそれは天文学の仕組みに影響を与えます。

ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所の天文学者デイビッド・スターク氏は先週、ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所でこう語った。 アメリカ天文協会 ニューメキシコ州アルバカーキでのカンファレンス。 実際、彼のチームは衛星追跡の速度を測定するために新しい検出方法を使用したと彼は言いました。 ダブル。 しかしスターク氏は、ファイルに記述された新しいプログラムであるバンドエイドを修正するというチームのアイデアを売り込んでいた。 最新のレポート これは、以前のプログラムよりもトラックを見つけて非表示にする際の感度が 5 ～ 10 倍高くなります。 「特に、見逃してしまう可能性のある衛星の軌跡を見つけるのが得意です」と彼は言う。

ハッブルのカメラ検出器に当たる宇宙線の影響や、明るい星を十字線のように見せる回折スパイクなどの「アーティファクト」の画像をクリーンアップしようとするのは、天文学者にとっての標準的な手順だ。 時々、厄介な天の川星が遠くの天体の視界を妨げることがあります。 メディアン ラドン変換と呼ばれる新しいテクノロジーは、画像内のすべての直線パスをあらゆる角度でスキャンします。 特定の経路が衛星の経路と一致すると、システムは、空に見える空の領域全体で測定された平均光束 (ピクセル単位での特定の波長での明るさ) からの偏差を認識します。 短い線も検出できますが、カバーするピクセルが少ないため、短い線を選択するには少し明るくする必要があります。

このソフトウェアを使用すると、天文学者は衛星の軌跡をマスクして、影響を受けるピクセルがデータの分析で無視されるようにすることができます。 これは、本の中で誤植のページをいくつかめくるようなもので、残りの巻を勉強するときにそれらのページを飛ばすことができます。

しかし、それらのページは失わない方が良いでしょう。 同じフィールドに複数の露出がある場合、天文学者は追加のソフトウェア ツールを使用して、最終的に結合された画像から線を完全に削除できます。 空のこの部分は本来どおりに表示されますが、このラインのピクセルの信号対雑音比は、その日に衛星が望遠鏡の前を横切らなかった場合よりも低くなります。 スターク氏と彼のチームは、実行する「Extools」と呼ばれる標準ソフトウェア パッケージにコードを含めています。

ただし、この修正には大きな制限があります。この修正は、地球の上空 332 マイルを周回するハッブル望遠鏡用に設計されており、地球上の天文台よりも衛星の縞の影響が少ないのです。 広視野撮像を行う地上光学望遠鏡（多くの場合、多重露光を必要としない）は、より影響を受ける可能性が高い。 光学画像衛星画像が望遠鏡で撮影された例はすでにいくつかあります。 セロ トロロ パン アメリカン天文台 チリと ローウェル天文台 たとえばアリゾナ州。

長く延期されている国立科学財団の資金提供によるプロジェクトでは、問題はさらに悪化するだろう ベラ ルービン天文台はチリのアンデス山脈で組み立てられており、来年には写真撮影が開始される予定だ。 その信じられないほど高感度のカメラは、超新星爆発や地球近傍の小惑星など、変化する微光天体を検出し、そのような天体を検出すると、望遠鏡は自動的に天文学者に警告を送信します。 でもロビンは協力してくれた 表明された懸念 衛星や軌道上の望ましくない空間からの光の反射による誤警報の可能性について、同氏は画像の最大30パーセントが衛星の縞の影響を受ける可能性があると警告した。 たとえば、望遠鏡で見る衛星からの小さな断熱材からの太陽光の輝きは、輝く星のように見えることがあります。 アリゾナ州ツーソンの天文学者ジョン・バレンタイン氏は、天文学者が光のスペクトルも測定できない限り、だまされる可能性があると述べ、最近、 彼はモノグラフを執筆しました 地球低軌道天体からの光害について。

2つ目は、衛星回線の増加です。 スターク氏は、ハッブルの高度測量カメラからの 20 年分のデータに基づいてプログラムをテストしました。 衛星の軌跡の明るさは変化しませんでしたが、速度はほぼ 2 倍になりました。 研究チームは、2002年に採取されたハッブルのデータから3～4時間ごとに痕跡を発見した。しかし2022年には、ハッブル衛星は1～2時間ごとに光を衝突させた。 これは、20 年前に撮影された写真の 5% が影響を受けていたことを意味しますが、現在は約 10% です。

ドイツのミュンヘンにあるマックス・プランク地球外物理学研究所の天文学者、サンダー・クルック氏は、この率は確実に上昇し続けるだろうと言う。 「時間の経過とともに、画像に縞模様が増えることが予想されます。それは、天文台上空の衛星の数に比例します」と、論文の筆頭著者であるクロック氏は述べています。 最近の研究 これは、クラウドソーシングのラベルと機械学習を使用して、画像内の衛星の経路を追跡しました。

クロック氏と彼の同僚らは、過去20年間でその割合が約2.5％から5％に上昇し、さらに低下していることに注目している。 研究者らは、この傾向が 2018 年頃から急速にエスカレートし、それとほぼ同時に企業が流通を開始したことを発見しました。 宇宙の巨大星座、何百、何千ものそれらをネットワークに接続します。 (Stark と Crook は、研究でパーセンテージが異なるのは、異なる測定技術を使用したためであると考えています。)

これらの巨大タワーには、運営者にとって明らかなメリットがあります。 衛星は小型であるため、製造と打ち上げのコストが安くなり、ネットワーク化されたサービスは、次のような中断の影響を受けにくくなります。 宇宙気候 また 対衛星兵器。 SpaceX の Starlink はこれまでで最大の衛星ネットワークを構成しており、軌道上に約 4,000 基があり、それを 42,000 基に増やす予定です。OneWeb コンステレーションには 600 基以上の衛星が含まれていますが、それらはより高い軌道にあるため、天体観測への影響が軽減されます。 そしてアマゾンは今夏、プロジェクト・カイパーを立ち上げる準備を進めており、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスのバルカン・ケンタウルス・ロケットの初飛行でブロードバンド・サービスを提供するための最初の衛星を飛行させる。 同社は、この衛星群に 3,000 個以上の衛星を搭載する予定です。

SpaceXとその他のいくつかの企業は、衛星を薄膜で覆って光の反射を少なくする、あるいは地球から光を反射するバイザーを追加するなど、考えられる解決策をテストしている。 これらの限られた努力は、 国際天文学連合の明るさ目標これらの設計の中には、衛星を加熱しすぎたり、衛星間の通信を妨害したりすることで、衛星自体に問題を引き起こすものもあります。

NASA の商業パートナーとの協力の概念 ハッブル強調 より高い軌道にすると、光爆発の問題が誤って軽減される可能性があります。 大気の抵抗により、宇宙船は徐々に地球に近づきました。 押し戻すのは寿命を延ばすことを目的としていますが、通過する衛星のごく一部から遠ざけることにもなります。

そのどれも、すべての衛星軌道を含む大気全体を見渡さなければならない地上の天文台の問題を解決するものではありません。 そしてバレンタイン氏は、各社が技術的な修正をまだ見つけていないにもかかわらず、衛星打ち上げのペースを緩めていないのではないかと懸念している。 「業界の人々はイノベーションに対する強い信念を持っています」と彼は言います。「そしてそれに対する私の反応は次のようなものでした。科学、技術、環境の歴史は、私たちがしなかったテクノロジーの衝動的な立ち上げの例で満ちているだけです。」多くのマイナスの副作用が生じたことを理解しています。」

この物語が最初に登場したのは 有線.com。