Λίγα θεάματα παραμένουν φαινομενικά αμετάβλητα και αιώνια όπως ο νυχτερινός ουρανός. Αυτή του η ιδιότητα άλλωστε είχε ωθήσει τους αρχαίους Έλληνες φιλοσόφους στην κατασκευή μοντέλων του κόσμου που επικράτησαν μέχρι πριν μερικές εκατοντάδες χρόνια και να ονομάσουν «απλανείς αστέρες» τα «ακίνητα» αστέρια και «πλανήτες» τα σώματα που φαίνονται να μετακινούνται σημαντικά μέσα στο έτος. Πράγματι, αν σταθούμε σε ένα κατάλληλο μέρος μια ανέφελη νύχτα την ίδια περίπου εποχή δυο διαδοχικά έτη θα δούμε πρακτικά την ίδια εικόνα, ενώ αν επαναλάβουμε την ίδια δοκιμή σε διαφορετικές εποχές θα δούμε μια μεταβολή η οποία οφείλεται στην περιφορά της Γης γύρω από τον Ήλιο, με τα μοτίβα των αστερισμών να αλλάζουν θέση στο στερέωμα.
Παρά την φαινομενική αυτή αδράνεια, ωστόσο, το διάστημα κοντά στη Γη αλλάζει δραματικά τις τελευταίες δεκαετίες και μάλιστα, κατά τα τελευταία έτη, με αυξανόμενο ρυθμό. Σύμφωνα με το Ευρετήριο Αντικειμένων στο Εξωτερικό Διάστημα (Index of Objects Launched into Outer Space) του Γραφείου για τις Υποθέσεις Εξωτερικού Διαστήματος του Οργανισμού Ηνωμένων Εθνών (UNOOSA), μέχρι το τέλος Ιουνίου του 2023 βρίσκονταν σε τροχιά περισσότεροι από έντεκα χιλιάδες τριακόσιοι δορυφόροι. Μάλιστα, όπως αναφέρει το γραφείο, το 2023 ο μέχρι πρότινος υπάρχων αριθμός είχε αυξηθεί κατά περίπου 38%, έχοντας τεθεί σε τροχιά δύο χιλιάδες τετρακόσιοι εβδομήντα τέσσερις δορυφόροι, οι περισσότεροι από κάθε προηγούμενο έτος. Πρόκειται για μια αύξηση περίπου σαράντα τοις εκατό σε μόλις περίπου ένα έτος, παρόλο που η διαστημική εποχή έχει ξεκινήσει εδώ και περίπου εξήντα πέντε. Η αντίστοιχη αύξηση κατά το 2022 ήταν 11% και το αντίστοιχο έτος θεωρούταν και πάλι το έτος με τις περισσότερες εκτοξεύσεις μέχρι τότε. Στο συνολικό αριθμό δορυφόρων σε τροχιά συνυπολογίζονται και εκείνοι που δεν βρίσκονται σε λειτουργία, περισσότεροι από τέσσερις χιλιάδες, αλλά δεν έχουν μετρηθεί τα διαστημικά σκουπίδια. Υπολογίζεται ότι περισσότερες από επτακόσιες χιλιάδες αντικείμενα μεγαλύτερα από μια βίδα περιφέρονται γύρω από τη Γη, ενώ αυτά που ξεπερνούν το ένα χιλιοστό είναι περίπου εκατόν εβδομήντα εκατομμύρια.
Σήμερα, με τα σμήνη δορυφόρων όπως αυτά της Starlink και το «άνοιγμα» του διαστήματος σε ολοένα περισσότερες εταιρείες και επιχειρηματικές δραστηριότητες, εκφράζονται σοβαρές ανησυχίες ότι ο χώρος γύρω από τη Γη θα γεμίσει ασφυκτικά με τεχνητά αντικείμενα, κάτι που μπορεί να έχει μη προφανείς, καταστροφικές συνέπειες.
Καθαροί ουρανοί, αστρονομία και διάστημα
«Καθαροί ουρανοί!» Σε αυτό κάνουν πρόποση οι αστρονόμοι ανά τον κόσμο, ερασιτέχνες και επαγγελματίες, πριν τις παρατηρήσεις τους, αναφερόμενοι στην μη ύπαρξη νεφοκάλυψης (που δεν επιτρέπει στα άστρα να είναι ορατά) αλλά και στις ατμοσφαιρικές συνθήκες (τύρβη και μικροσωματίδια) που επηρεάζουν την ποιότητα της εικόνας. Τα προβλήματα αυτά οφείλονται κυρίως στις φυσικές συνθήκες της ατμόσφαιρας και για αυτό το λόγο οι αστρονόμοι προτιμούν συγκεκριμένες τοποθεσίες, με αποδεδειγμένα μεγαλύτερη συχνότητα καλών συνθηκών παρατήρησης και μακριά από τόπους με φωτορύπανση. Ωστόσο, για την υπέρ-συσσώρευση δορυφόρων η επιλογή κατάλληλου τόπου δεν προσφέρει λύση.
Το ζήτημα έχει αποκτήσει τόσο μεγάλες διαστάσεις ώστε το περιοδικό Nature, το σημαντικότερο ίσως μέσο δημοσίευσης επιστημονικών αποτελεσμάτων, αφιέρωσε σε αυτό, πριν λίγο καιρό, το εξώφυλλό του, με τίτλο “Outshining the stars” (δηλαδή ξεπερνώντας σε λάμψη τα αστέρια). Αφορμή η δημοσίευση, στο ίδιο τεύχος του περιοδικού, μελέτης, στην οποία συμμετέχουν δεκάδες ερασιτέχνες και επαγγελματίες αστρονόμοι, που αναφέρει ότι ο δορυφόρος BlueWalker 3 είναι ένα από τα λαμπρότερα αντικείμενα στον νυχτερινό ουρανό, ξεπερνώντας τα περισσότερα λαμπρά άστρα. Η μελέτη βασίστηκε σε παρατηρήσεις από πολλές χώρες, όπως η Ολλανδία, η Χιλή, η Ν.Ζηλανδία, το Μεξικό κ.λπ., δείχνοντας ότι οι επιπτώσεις του φαινομένου είναι παγκόσμιες. Ο BlueWalker 3 εκτοξεύτηκε το 2022 από μια σχετικά μικρή εταιρεία τηλεπικοινωνιών και θα είναι το πρότυπο για άλλους ενενήντα δορυφόρους τηλεπικοινωνιών, τους οποίους σχεδιάζει να θέσει σε τροχιά μελλοντικά.
Αντίστοιχα, μεγάλες εταιρείες όπως η Amazon Kuiper και η SpaceX σχεδιάζουν σμήνη εκατοντάδων ή χιλιάδων δορυφόρων με σκοπό την παροχή γρήγορου ίντερνετ και επικοινωνίας. Μάλιστα η τελευταία κυριαρχεί στον αριθμό δορυφόρων καθώς μέσα στα τελευταία τέσσερα χρόνια έχει θέσει σε τροχιά πέντε χιλιάδες τετρακόσιους, λειτουργώντας ουσιαστικά περισσότερους από τους μισούς από τους ενεργούς δορυφόρους που βρίσκονται γύρω από τη Γη. Οι συνέπειες αυτού του εγχειρήματος στην αστρονομία έγιναν αντιληπτές σχεδόν άμεσα, με την εκτόξευση των πρώτων μερικών δεκάδων από αυτούς, το 2019. Πολλές ομάδες επιστημόνων που εκτελούσαν παρατηρήσεις με μεγάλα τηλεσκόπια στη Χιλή και αλλού διαπίστωσαν τη «μόλυνση» των εικόνων τους από τα σμήνη της SpaceX. Καθώς οι δορυφόροι κινούνται γύρω από τη Γη ανακλούν το ηλιακό φως αποκτώντας λαμπρότητα που ξεπερνά εκείνη των λαμπρότερων άστρων. Επομένως, η εμφάνιση τέτοιων αντικειμένων στο οπτικό πεδίο ενός τηλεσκοπίου, όταν αυτό παρατηρεί μια περιοχή του ουρανού για δεκάδες λεπτά προκειμένου να συλλέξει φως από μακρινά, αμυδρά αντικείμενα, μπορεί να είναι καταστροφική για τις παρατηρήσεις.
Το φαινόμενο αυτό της μόλυνσης δεν είναι νέο, αλλά γνωστή συνέπεια της διαστημικής εποχής. Είναι γνωστό ότι κοντά στο ξημέρωμα ή αμέσως μετά το σούρουπο, και αναλόγως με το ύψος της τροχιάς τους, ορισμένοι δορυφόροι ανακλούν το ηλιακό φως και γίνονται ορατοί ως κινούμενα φωτεινά «άστρα», ενώ το ίδιο συμβαίνει και με τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Σε κάποιες περιπτώσεις, οι εικόνες μπορούν να διορθωθούν χρησιμοποιώντας ειδικές μεθόδους επεξεργασίας. Όμως, με τη ραγδαία αύξηση των αντικειμένων σε τροχιά η συχνότητα του φαινομένου πολλαπλασιάζεται και σε πολλές περιπτώσεις η «μόλυνση» από φωτεινά ίχνη δορυφόρων μπορεί να καταστρέψει τις παρατηρήσεις. Οι συνέπειες για τις κοινότητες των ερευνητών είναι πολύ σοβαρότερες από ό,τι φαίνεται καθώς για τη λήψη των παρατηρήσεων χρησιμοποιούνται όργανα και τηλεσκόπια αξίας πολλών εκατομμυρίων ευρώ και οι ερευνητικοί φορείς (και κατ’ επέκταση τα κράτη και οι φορολογούμενοι), έχουν διαθέσει τεράστια ποσά για τη λειτουργία τους και τη μετακίνηση των επιστημόνων, στα πλαίσια ερευνητικών προγραμμάτων. Με την προβλεπόμενη αύξηση των δορυφόρων σε τροχιά υπάρχουν ανησυχίες ότι η έρευνα στην αστροφυσική από παρατηρήσεις εδάφους θα γίνει μη βιώσιμη, καθιστώντας τελικά την παρατήρηση του ουρανού αδύνατη (για το ζήτημα αυτό γράφαμε πριν τέσσερα περίπου χρόνια, στο τεύχος 76 του παρόντος).
Οι κοινότητες των επιστημόνων έχουν κινητοποιηθεί και ζητούν από τις εταιρείες και τους διαστημικούς οργανισμούς να θεσπιστούν αυστηροί κανόνες. Συγκεκριμένα προτείνεται η χρήση λιγότερων δορυφόρων ανά σμήνος και η χρήση κατάλληλων υλικών ώστε να μειωθεί η ανακλαστικότητα των δορυφόρων.
Πράγματι η SpaceX έχει φροντίσει ώστε οι νέοι δορυφόροι της να πληρούν αυτές τις προδιαγραφές. Ωστόσο επισημαίνεται ότι οι διαπραγματεύσεις που γίνονται μεταξύ επιστημονικών κοινοτήτων και των φορέων που δραστηριοποιούνται στη διαστημική τεχνολογία έχουν κενά σημεία και γενικά οι κατευθύνσεις που έχουν διατυπωθεί και δημοσιευτεί κατά καιρούς δεν δεσμεύουν τις εταιρείες. Επομένως, με τη τεράστια αναμενόμενη αύξηση των δορυφόρων (υπολογίζονται σε περισσότερους από σαράντα χιλιάδες στο άμεσο μέλλον) πιστεύεται ότι τουλάχιστον το ένα δέκατο των αστρονομικών παρατηρήσεων μεγάλων τηλεσκοπίων θα είναι άχρηστο, οδηγώντας σε απώλεια μεγάλου μέρους των χρημάτων που δαπανώνται για την έρευνα. Οι επιπτώσεις δεν περιορίζονται μόνο στο ορατό κομμάτι του φάσματος, ούτε αφορούν μόνο τα επίγεια παρατηρητήρια. Οι δορυφόροι προκαλούν θόρυβο στα ραδιοκύματα, ο οποίος επηρεάζει και τις παρατηρήσεις των ραδιοτηλεσκοπίων ενώ προκαλεί προβλήματα ακόμα και στις παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble.
Ένα άλλο πρόβλημα, το οποίο συνδέεται με τον αυξανόμενο πληθυσμό δορυφόρων είναι η αδυναμία έγκαιρης γνώσης του αριθμού και των τροχιών των αντικειμένων που βρίσκονται σε τροχιά από τους αστρονόμους. Στη μελέτη για τον BlueWalker 3 επισημαίνεται από τους ερευνητές ότι εντόπισαν ένα ακόμα αντικείμενο, έναν μικρότερο, βοηθητικό δορυφόρο, ο οποίος αποκολλήθηκε από τον κυρίως, του οποίου η ύπαρξη και τροχιά δεν είχαν επισημανθεί για τέσσερις ημέρες. Η μη γνώση της ύπαρξης αντικειμένων σε τροχιά για τέτοιο χρονικό διάστημα δεν αποτελεί πρόβλημα μόνο για τους αστρονόμους αλλά και για τους χειριστές άλλων διαστημικών συσκευών. Ήδη για την αποφυγή συγκρούσεων με άλλες συσκευές ή διαστημικά σκουπίδια απαιτούνται καθημερινά ολοένα περισσότερες μανούβρες και πολλές από τις συσκευές της SpaceX έχουν ήδη τεθεί εκτός τροχιάς. Ωστόσο, όσο αυξάνεται ο πληθυσμός των δορυφόρων, η πλοήγηση και η αποφυγή προσκρούσεων θα γίνονται δυσκολότερα, διακινδυνεύοντας ακόμα και το ίδιο το μέλλον των διαστημικών πτήσεων. Επομένως και πάλι επισημαίνεται η ανάγκη για σαφείς, διεθνείς κανονισμούς, οι οποίοι θα τηρούνται από όλες τις εταιρείες που σκοπεύουν να δραστηριοποιηθούν στο διάστημα.
Το σύνδρομο Κέσλερ και το μέλλον του ανθρώπου στο διάστημα
Με αφορμή τα προηγούμενα, μια τελευταία σημείωση αφορά τον τρόπο με τον οποίο ο υπερ-πληθυσμός δορυφόρων μπορεί τελικά να αποβεί μοιραίος για ολόκληρη την παρουσία του ανθρώπου έξω από τον πλανήτη μας.
Από το ξεκίνημα του διαστημικού αγώνα υπήρξε η επιθυμία για την παρακολούθηση και καταγραφή των αντικειμένων που έμπαιναν σε τροχιά, δεδομένου ότι μελλοντικός στόχος ήταν οι συχνές διαστημικές επανδρωμένες πτήσεις. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον προς τούτο παρουσίαζε η παρακολούθηση των διαστημικών θραυσμάτων στο περιβάλλον των χαμηλών τροχιών. Το 1978, o αστροφυσικός και επιστήμονας της NASA Donald J. Kessler προσπάθησε να περιγράψει τις τροχιές των διαστημικών σκουπιδιών, χρησιμοποιώντας μοντέλα αντίστοιχα με αυτά της ζώνης των αστεροειδών, προκειμένου να μελετήσει την εξέλιξη μιας πιθανής ζώνης θραυσμάτων γύρω από τη Γη. Το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξε ήταν ότι κάτι τέτοιο θα μπορούσε να δημιουργηθεί μέσα σε μόλις λίγες δεκαετίες, θέτοντας σε κίνδυνο μελλοντικές διαστημικές πτήσεις. Το φαινόμενο ή σύνδρομο Κέσλερ, όπως ονομάζεται, προβλέπει ότι η πυκνότητα των αντικειμένων είναι ήδη τέτοια ώστε οι συγκρούσεις μεταξύ δορυφόρων ή σκουπιδιών θα μπορούσε να προκαλέσει μια αλληλουχία περαιτέρω συγκρούσεων, δηλαδή μια αλυσιδωτή αντίδραση συγκρούσεων με αποτέλεσμα τη δημιουργία ακόμα περισσότερων σκουπιδιών σε τροχιά. Μάλιστα, πιο πρόσφατοι υπολογισμοί από τον ίδιο και τους συνεργάτες του έδειξαν ότι πλέον το περιβάλλον γύρω από τη Γη είναι αρκετά ασταθές ώστε ένα τέτοιο σενάριο να καθίσταται ολοένα πιθανότερο. Σε μια τέτοια περίπτωση, ο αριθμός των διαστημικών σκουπιδιών θα αυξηθεί πολύ γρηγορότερα από ό,τι θα μπορεί να τα απομακρύνει π.χ. η πρόσπτωσή τους στη Γη, γεμίζοντας το διαστημικό περιβάλλον σε τέτοιο βαθμό που μελλοντικές διαστημικές αποστολές να καταστούν αδύνατες. Κάτι τέτοιο θα καθήλωνε κυριολεκτικά τον άνθρωπο εντός των ορίων του πλανήτη για δεκαετίες και θα έθετε σε κίνδυνο δραστηριότητες που βασίζονται σε διαστημικές τεχνολογίες, όπως η τηλεπισκόπηση, οι τηλεπικοινωνίες, η πρόγνωση του καιρού κ.α.
Πηγές
https://www.pixalytics.com/satellites-orbiting-earth-2023/
- Lawer “Bright satellites are disrupting astronomy”, Nature, Vol. 623, 30/11/2023, p.917-918
