Urmull örgervihnatta gæti hindrað leit að lífi í alheiminum

Fyrirtæki eins og SpaceX eru þegar byrjuð að koma örgervihnöttum fyrir á lágri braut um jörðu og fleiri eru með þá á teikniborðinu. Þau sjá fyrir sér þéttriðið net slíkra gervihnatta sem er meðal annars ætlað að knýja háhraðainternet úr geimnum sem yrði þá aðgengilegt á jafnvel afskekktustu stöðum jarðar. Í heildina gæti allt að tólf þúsund slíkum gervihnöttum verið skotið á loft á næstu árum.

Stjarnvísindamenn sem rannsaka himingeiminn með sjónaukum frá jörðu niðri hafa þegar kvartað undan því að herskarar örgervihnatta spilli fyrir athugunum þeirra þegar þeir þjóta í gegnum sjónsvið sjónaukanna. Á myndum sjónauka sem eru næmir koma örgervihnettirnir fram sem skærar rákir sem hylja allt sem á bak við þær leynast.

„Gervitunglaþyrpingarnar munu sjást með berum augum og koma fram sem ljósrákir á ljósmyndum, svo sem norðurljósamyndum. Það getur verið tímafrekt verk fyrir ljósmyndara að hreinsa gervitunglin af myndunum sínum,“ segir Sævar Helgi Bragason, ritstjóri Stjörnufræðivefsins.

Gervihnettirnir hafa þó ekki aðeins áhrif á stjörnufræðiathuganir í sýnilegu ljósi. Þeir senda frá sér útvarpsbylgjur í samskiptum sínum við jörðina. Vísindamenn óttast að merkið frá þeim eigi eftir að drekkja veikum útvarpsbylgjum sem hárnákvæm mælitæki á jörðu niðri reyna að nema. Það gæti sérstaklega raskað leitinni að merkjum um lífræn efni í alheiminum.

Útvarpsmerki truflar viðkvæmar mælingar 

Ferkílómetraröðin (SKA) er metnaðarfyllsta verkefni á sviði útvarpsbylgjuathugana til þessa. Með henni verða þúsundir útvarpsloftneta í Suður-Afríku og Ástralíu tengd saman og látin mynda öflugasta útvarpssjónaukann á jörðinni. Söfnunarsvæði sjónaukans verður á endanum einn ferkílómetri að flatarmáli, svipað og um 200 knattspyrnuvellir. Framkvæmdir eiga að hefjast á næsta ári og eiga vísindarannsóknir að vera hafnar á seinni hluta næsta áratugs.

Sjónaukinn verður mun næmari en þeir útvarpssjónaukar sem nú eru í notkun í heiminum. Með honum ættu vísindamenn að geta greint vetni í fyrstu stjörnunum og vetrarbrautunum sem mynduðust í alheiminum eftir Miklahvell.

Sérfræðingar verkefnisins vara nú við því að ef ekki verður gripið til mótvægisaðgerða muni þúsundir örgervihnatta koma niður á athugunum með nýja sjónaukanum. Sérstaklega hafa þeir áhyggjur af truflunum frá gervihnöttunum á tiltekinni tíðni útvarpsgeislunar, á svonefndu 5b bandi á milli 8,3 og 15,5 gígahertsa. Svo vill til að litrófsmerki sameinda sem gætu bent til tilvistar flókinna lífrænna efnasambanda er innan þess sviðs.

Stjörnufræðingar hafa fram að þessu deilt þessu sviði rafsegulrófsins með fjarskiptagervitunglum þar sem árekstrar þeirra hafa ekki verið tíðir. Breska ríkisútvarpið BBC segir að gervitunglin hafi annað hvort ekki flogið yfir útvarpssjónauka eða þá að gætt hafi verið að því að slökkva á útvarpssendingum gervitunglanna á meðan þau fljúga yfir.

Árekstrarnir eru þó líklegir til að verða mun tíðari þegar þúsundir fjarskiptagervitungla verða komin á braut um jörðu. Sérfræðingar SKA reiknuðu út að athuganir eins fyrsta áfanga verkefnisins tækju 70% lengri tíma en ella ef það þyrfti að keppa við 6.400 fjarskiptagervitungl um 5b-bandvíddina. Þannig drægi verulega úr afköstum sjónaukans.

„Möguleikinn á að missa næmni á þessari lykiltíðni er gríðarlegt áhyggjuefni,“ segir Robert Braun, forstöðumaður vísinda hjá SKA-verkefninu.

Sækjast eftir raunhæfri lausn fyrir alla

SpaceX hefur heitið því að finna lausnir til þess að Starlink-gervihnattanet þess raski ekki stjörnufræðiathugunum. Sérfræðingar SKA hafa lagt til ýmsar lausnir, þar á meðal að gervitunglin beini sendum sínum frá útvarpsloftnetunum eða slökkvi alveg á sér þegar þau fljúga yfir þau. 

Loftnetin verða þar að auki reist á afskekktum stöðum til að forðast truflanir frá útvarpssendingum á jörðu niðri. Því ættu ekki margir mögulegir viðskiptavinir fjarskiptafyrirtækja að vera í grennd við þau.

„Það sem við þurfum er raunhæf nálgun vegna þess að við gerum okkur grein fyrir gildi þess sem þeir eru að gera. Þetta er nútímaheimurinn og aðgangur að netinu er nauðsynlegur þróun. Mörg aðildarríkja okkar eru í þróunarheiminum þannig að við erum mjög meðvituð um slík mál,“ segir Tim Stevenson, yfirmaður tryggingamála SKA, við BBC.

Breyta næturhimninum og torvelda leit að hættulegum smástirnum

Auk útvarpstruflana eiga fjarskiptagervitunglin eftir að hafa veruleg ásýnd á næturhimininn, bæði fyrir vísindamenn og almenning. Evrópska stjörnustöðin á suðurhveli (ESO) lét rannsaka áhrif allt að 26.000 örgervihnatta sem fyrirtæki eins og SpaceX, Amazon, OneWeb og fleiri eru með í þróun fyrr á þessu ári. Niðurstaðan var að stærstu sjónaukar ESO yrðu fyrir „hóflegum“ áhrifum en að á bilinu 0,5-3% athugana gætu skemmst þegar þyrping gervitungla þyti fram hjá.

Mest áhrif hefðu gervitunglin á rannsóknir sem krefjast lengri lýsingartíma, allt að þúsund sekúndur, og á athuganir þar sem stórir sjónaukar skima umfangsmikið svæði á næturhimninum. Þannig gætu alt að 30-50% slíkra víðathugana með Veru C. Rubin-sjónaukanum í Bandaríkjunum orðið fyrir verulega miklum áhrifum af gervihnöttunum.

Víðmyndir stórra sjónauka af þessu tagi eru taldar sérstaklega mikilvægar til þess að rannsaka skammlíf fyrirbrigði eins og sprengistjörnur og smástirni sem gætu mögulega ógnað jörðinni.

Alþjóðastjörnufræðisambandið (IAU) taldi í bráðabirgðaúttekt í febrúar að erfitt væri að meta hversu mörg gervitungl yrðu sjáanleg með berum augum vegna óvissu um hversu mörg þau verða á endanum og hversu björt þau verða. SpaceX segist til dæmis vinna sig áfram með því að húða gervitungl sín efni sem endurvarpar minna sólarljósi.

Engu að síður gervitunglin ættu eftir að breyta næturhimninum, sérstaklega á dimmum stöðum. Allt frá 1.500 og upp í nokkur þúsund gervitungl gætu verið fyrir ofan sjóndeildarhringinn á hverjum tíma, flest þeirra afar nærri honum. Engu að síður gætu á bilinu 250-300 þeirra verið meira en þrjátíu gráðum yfir sjóndeildarhringnum, fyrir ofan flestar hindranir. Langflest þeirra væru þó of dauf til að sjást með berum augum.

Þegar myrkur skellur á gætu allt að þúsund gervitungl verið upplýst fyrir ofan sjóndeildarhringinn og um 160 þeirra fyrir ofan þrjátíu gráður. Þeim færi fækkandi eftir því sem liði á nóttina og gervitunglin gengu inn í skugga jarðarinnar.

Verða sýnileg yfir Íslandi

Sporbrautir hluta gervihnattasveimsins eiga eftir að liggja yfir Íslandi og munu hafa áhrif á næturhimininn hér, að sögn Sævars Braga frá Stjörnufræðivefnum. Sérstaklega verði gervitunglin sýnileg í ljósaskiptunum þegar sólin er ekki nógu langt undir sjóndeildarhringnum til þes að komið sé fullkomið myrkur á haustin og vorin. Yfir hánóttina fara flest gervitunglin inn í skugga jarðar og verða þá óupplýst.

Sævar Helgi telur erfitt að segja til um hversu stórt vandamálið verði hér. Það fari eftir því hversu mörg gervituglin verði á endanum. Þá geri geimferðafyrirtækin enn tilraunir til að draga úr endurspeglun þeirra.

„Það verður þó aldrei hægt að gera þau algerlega ósýnileg. Ósnortinn næturhiminn er því í hættu og á góðri leið með að eyðileggjast. Það er hræðilegt að hugsa til þess að stofnun í Bandaríkjunum geti leyft fyrirækjum að fara með himinninn eins og þeim sýnist,“ segir Sævar Helgi.