چرا پروژه استارلینک به کابوس اخترشناسان تبدیل شده است؟

اخترشناسان معمولا متحمل سختی‌های فراوانی می‌شوند تا بتوانند، تاریک‌ترین و ساکت‌ترین گوشه دنیا را پیدا کرده و از آسمان عکاسی کنند. به همین دلیل است که معمولاً تلسکوپ‌های بزرگ در مکان‌هایی به دور از آلودگی‌های نوری شهر‌های پر زرق و برق ما ساخته می‌شوند. اما اخیراً منجمین با مشکلی مواجه شده‌اند که عکاسی از آسمان شب را مختل می‌کند. این مزاحم‌ها چیزی نیستند جز ماهواره‌های استارلینک.

اینترنت برای همه

دولت شوروی سابق در سال ۱۹۵۷ اولین ماهواره خود به نام اسپوتنیک را به فضا فرستاد و راه را برای هزاران ماهواره از صدها کشور دیگر باز کرد. این ماهواره‌ها، پیش‌بینی آب و هوا را متحول کردند، نحوه نقشه‌برداری از سطح زمین را پیشرفت دادند و مهم‌تر از همه اینترنت موبایل پایدار را در اختیار ما گذاشتند. امروزه چیزی در حدود ۵ هزار ماهواره در مدار‌های کره زمین قرار دارد که تنها ۲ هزار دستگاه از آن‌ها کار می‌کنند. اما این داستان قرار است به نقطه عطف خود برسد.

پروژه استارلینک کمپانی اسپیس ایکس، فوق‌العاده است. این کمپانی در صورت فرستادن کل ۴۲ هزار ماهواره خود به مدار زمین، می‌تواند وجب به وجب این سیاره را با اینترنت پوشش دهد. مناطقی از زمین هستند که اینترنت پایدار ندارند و ایلان ماسک قصد دارد که این مناطق را هم به شبکه جهانی اینترنت متصل کند. مناطقی هم وجود دارند که اینترنت درست و درمانی هم ندارند و اتصال آن‌ها هر لحظه ممکن است با «اختلال» روبرو شده یا به کل «قطع» شود.

با این حال چندی پیش ایلان ماسک، ۶۰ ماهواره اولیه استارلینک را به فضا فرستاد که در ادامه توسط ۶۰ ماهواره دیگر نیز همراهی شدند. این ۱۲۰ ماهواره، تنها بخشی از ۴۲ هزار ماهواره‌ای است که تا چند سال آینده به مدار‌ پایینی زمین خواهند رفت. ایلان ماسک می‌گوید تا پایان ۲۰۲۰ آمریکای شمالی و کانادا را تحت پوشش در خواهد آورد و تا پایان ۲۰۲۱ سعی می‌کند که به پوششی جهانی دست یابد.

هیچ کس به ارزش کار اسپیس ایکس شکی ندارد. اینترنت نیروی محرک اقتصاد و رشد هر کشوری به حساب می‌آید و ایجاد دسترسی به آموزش، منابع سلامتی و ابزا‌رهای اقتصادی باعث تغییرات شگرف در زندگی هر فردی خواهد شد. با این حال اسپیس ایکس در این راه تنها نیست.

چندی پیش و در سال ۲۰۱۳، فیسبوک، نوکیا، سامسونک و اریکسون در همکاری مشترکی اقدام به راه‌اندازی سایت Internet.org کردند. این پروژه قصد داشت به کمک پهپاد‌های بزرگ و غول پیکر که توسط پنل‌های سولار کار می‌کردند، اینترنت خانگی را به مکان‌های بی اینترنت بیاورد. گوگل هم در پروژه‌ای مشابه به نام Loon در سر داشت تا به کمک بالن، اینترنت را در اختیار مناطق محروم بگذارد.

با این حال کمپانی آمازون هم می خواهد با قدم برداشتن در مسیر اسپیس ایکس، ماهواره‌هایی را تولید کند که همانند پروژه استارلینک، اینترنت را به سطح زمین بفرستد. این کمپانی نام پروژه خود را Project Kuiper گذاشته و کمپانی دیگری نیز به نام OneWeb نیز ایده‌ای مشابه را برای خود برگزیده است.

با این حال این اسپیس ایکس است که تاکنون توانسته ماهواره‌های خود را تولید کند و به فضا بفرستد. همچنین این کمپانی تنها شرکتی است که هم ظرفیت این کار را دارد و هم توانایی مالی آن را. ایلان ماسک در این رابطه می‌گوید:

ما پروژه استارلینک را به دید یک دستگاه تولید پول می‌بینیم که به کمک آن می‌توانیم هزینه تولید موشک‌های بهتر و فضاپیما‌های دیگر را بپردازیم. همچنین این یکی از قدم‌های کلیدی ما به منظور خلق یک شهر کامل در مریخ و همچنین ایجاد پایگاهی در ماه خواهد بود.

آلودگی نوری

آلودگی نوری یکی از معضلات اخترشناسان به حساب می‌آید. ماهواره‌ها همواره مشکلاتی را در عکس‌های نجومی به وجود می‌آوردند. مشکلات هم محدود به یکی دو مورد نبوده که بخواهیم از آن بگذریم. اما اسپیس ایکس و خوشه ۴۲ هزار دستگاهی ماهواره‌‌هایش، به شدت عکس‌‌های منجمین را تهدید خواهد کرد. اتحادیه بین‌الملی اخترشناسی (ISA) در تابستان امسال در رابطه با پرتاب ماهواره‌های استارلینک گفته بود:

«به صورت کلی این سازمان به قوانین مربوط به خاموشی رادیویی آسمان، احترام می‌گذارد. احترامی که باعث درک بهتر ما از جهان هستی می‌شود، و به عنوان یک منبع برای کل بشر و همچنین روشی برای حفاظت از زندگی شبانه هم به حساب می‌آید. با این حال ما همچنان از تاثیرات هزاران ماهواره که در آسمان شب پخش شده‌اند، خبری نداریم و با وجود نیت خوب این ماهواره‌ها، احساس می‌کنیم که ممکن است برای اهداف ما مشکل آفرین باشد.»

با این حال هم اسپیس ایکس و هم اخترشناسان بر این باورند که قرار نیست ماهواره‌های استارلینک همیشه در معرض دید و تا این حد درخشنده باشند. این ماهواره‌ها در مسیر صعود به مداری با ارتفاع بیشتر (تقریبا ۵۵۰ کیلیومتری از سطح زمین) هستند. جایی که به این سادگی توسط تلسکوپ‌ها رصد نشده و با چشم غیر مسلح هم دیده نشوند. با این حال، چشم‌اندازی از سفر هزاران ماهواره به این مدار نیز خودش باعث بروز نگرانی‌هایی می‌شود.

استفانی همیلتون (Stephanie Hamilton) یکی از اخترشناسان سیاره‌ای و عضوی از گروه تحقیق بنیاد ملی علوم (NSF) در این رابطه می‌گوید:

«ماهواره‌های استارلینک بسیار درخشان هستند. این درست است که این ماهواره‌ها در حال صعود به مداری بالاتر هستند و در آینده کم‌تر دیده خواهند شد، اما با این حال نمی‌توان این موضوع را کتمان کرد که بالاخره ماهواره‌ها دیده شده و هیچ‌گاه هم ناپدید نمی‌شوند. این ماهواره‌ها در زمان طلوع و غروب آفتاب دردسر ساز خواهند شد و در مطالعات مربوط به سیارک‌های خطرناک نزدیک زمین نیز اختلال ایجاد می‌کنند.»

پاتریک ترویت‌هارت (Patrick Treuthardt) می‌گوید:

«اگر تلسکوپی بزرگ در اختیارتان قرار دادند تا به کمک آن ستاره‌ها را رصد کنید، مطمئن باشید که تنها به اندازه نیازتان این تلسکوپ در اختیار شما قرار داده خواهد شد. از همین رو باید نسبت به زمان خود بسیار بهینه عمل کنید. ممکن است که کل شب را مشغول عکاسی با نور دهی بالا از یک منظره کنید تا بتوانید عکسی با جزئیات بالا ثبت کنید. اما اگر ماهواره‌ای سر راه شما قرار گیرد یا از جلوی فریم رد شود و نور خورشید را در تلسکوپ بازتاب کند، ممکن است کل پروژه روی هوا برود و حتی نتوانید یک فریم از عکستان را استفاده کنید. در این صورت وقت ارزشمند شما نیز به باد خواهد رفت.»

همیلتون نیز نظر خود را در این رابطه می‌گوید:

«یک ماهواره در عکس‌های اخترشناسی به صورت خط نوری دیده شده که در طول عکس هم وجود دارد. بسیاری از منجمین از بخشی از آسمان، عکس‌های متعددی می‌گیرند تا تفاوت‌های مشهود در عکس را به سادگی پیدا کنند. با این حال، این کار مستلزم پرداخت هزینه‌های پردازشی بوده و در عین حال نیز پردازش داده به شدت پیچیده شده است. برای مثال، ماهواره‌های استارلینک نور زیادی را بازتاب کرده و سنسورهای نوری را دچار خطا می‌کنند. زمانی که این اتفاق می‌افتد، اصلاحات نرم‌افزاری دیگر پاسخگوی نیاز ما نیستند، زیرا این ماهواره‌های درخشان، آن قدر نور تصنعی به عکس اضافه می‌کنند که دیگر نمی‌توان آن را درست کرد.»

آلودگی‌های رادیویی

با این حال، استارلینک علاوه بر تاثیر گذاشتن بر چیز‌هایی که اخترشناسان از داخل تلسکوپ‌هایشان می‌بینند، بر چیزهایی که نمی‌توانند ببینند نیز تاثیر می‌گذارد. برای مثال ترسی میان اخترشناسان وجود دارد که ماهواره‌های استارلینک بر محدوده‌های رادیویی استفاده شده در رابطه با کشفیات ارزشمند آن‌ها مانند بررسی موج‌های رادیویی پراکنده در کهکشان‌‌ها تاثیر بگذارد و به نوعی شناسایی این موج‌ها را مختل کند. همیلتون می‌گوید:

اخترشناسان رادیویی در حال حاضر هم باید با کره زمین پر از نویز کنار بیایند تا بتوانند مشاهدات خود را ثبت کنند. فرکانس‌های رادیویی کمی وجود دارند که هنوز اشغال نشده‌اند و ابر خوشه‌های ماهواره‌های استارلینک به شدت این فرکانس‌ها را تهدید می‌کنند. در نهایت ممکن است که به کلی مشاهدات رادیویی زمینی را فلج کنند.

خطرات برخورد با زباله های فضایی و دیگر ماهواره‌ها

علاوه بر این که این ماهواره‌ها می‌توانند تلاش‌های مبنی بر جلوگیری از برخورد سیارک‌ها با زمین را با خطر مواجه کنند، خطرات دیگری نیز هستند که می‌توان این ماهواره‌ها را مسئول آن‌ها دانست. در حال حاضر بالغ بر ده‌ها هزار زباله فضایی با سرعت ۲۰ هزار کیلومتر بر ساعت به دور زمین می‌چرخند. این زباله‌ها عموما از موشک‌های مصرف شده، بخش‌هایی از ماهواره‌های از کار افتاده وفضاپیما‌های رها شده تشکیل شده‌اند.

این قضیه به خودی خود، مشکلات زیادی را به وجود آورده است. آژانس‌های فضای بزرگ مانند ناسا و ESA و همچنین گروه‌های تحقیقاتی مختلف، رویای یافتن راه‌حلی برای از بین بردن یا جمع کردن این همه آشغال فضایی را در سر می‌پرورانند که اتفاقا، بسیار هم چالش برانگیز است. حالا با در نظر گرفتن سخت بودن مکان‌یابی این همه آشغال، بیاید به داستان میان آژانس فضایی اروپا و اسپیس ایکس بپردازیم.

چندی پیش، یکی از ماهواره‌های آژانس فضایی اروپا به نام Aeolus در مسیر خود در حال گردش به دور کره زمین بود که مسئولین آن متوجه هم مسیر بودن این ماهواره با یکی از ماهواره‌های استارلینک شدند. همیلتون نقل قول جالبی از این داستان دارد:

ردیابی ماهواره‌های استارلینک توسط یکی از شعب نیروی هوایی آمریکا صورت می‌گیرد که هجدهمین ناوگان کنترل فضایی این کشور نیز به حساب می‌آید. کامپیوترهای استفاده شده در این مرکز، در بهترین حالت عتیقه هستند. این کامپیوترها، داده‌های خود را از چند رادار و تلسکوپ در گوشه و کنار دنیا به دست می‌آورند که اخطار‌های برخوردهای احتمالی را به وسیله ایمیل مخابره می‌کند. همان طور که به خوبی می‌دانید، نادیده گرفتن یک ایمیل بسیار ساده است. این اتفاق دقیقا برای یکی از ماهواره‌ای استارلینک نیز افتاده بود که احتمال برخورد بسیار بالایی با ماهواره Aeolus داشت. همان طور که می‌توانید حدس بزنید، اسپیس ایکس ایمیل اخطار برخورد را ندیده بود. در نتیجه آژانس فضایی اروپا مجبور به تعویض مدار ماهواره Aeolus شده بود تا از برخورد پیشگیری کند.

اسپیس ایکس این خطا را به یکی از سیستم‌های پینگ خود نسبت داد که به گفته این کمپانی، باعث شده بود ماهواره استارلینک نتواند اقدامات لازم جهت جلوگیری از برخورد را انجام دهد. البته این کمپانی می‌گوید که اصلاحاتی در این سیستم انجام داده است تا به کل از رخ دادن چنین اتفاقی جلوگیری کند. این کمپانی طی ایمیلی به وب سایت «New Atlas» گفته است:

با توجه به قابلیت‌های جامعی که ما در حال حاضر داریم (مانند سیستم خودکار پیش‌گیرنده از برخورد، اشتراک‌گذاری داده‌های غنی میان اپراتورهای ماهواره‌ها و برنامه‌ریزی کننده مدارگردها)، استارلینک در لبه تکنولوژی نابودی آشغال‌های فضایی قرار داشته و از استاندارد‌های صنعتی فراتر بوده است.

این قضیه ممکن است فعلا مورد قبول واقع شود، ولی در آینده که مدار‌ها شلوغ‌تر شوند، وظیفه سنگینی بر دوش اسپیس ایکس خواهد بود. ترویت‌هارت در این رابطه می‌گوید:

اسپیس ایکس تنها کمپانی‌ای است که ماهواره‌های زیادی به فضا می‌فرستد، اما در آینده قطعا این گونه نخواهد بود. ۴۲ هزار ماهواره آن‌ها، تعداد زیادی از اشیائی است که باید ردیابی شوند. اگر دیگران هم بخواهند دنباله روی این کمپانی باشند، ممکن است مشکلاتی در این رابطه به وجود بیاید. در این رابطه سناریویی از یکی از دانشمندان ناسا به نام دونالد کسلر (Donald Kessler) وجود دارد که به آن اثر کسلر (Kessler Effect) می‌گویند.

ایده این سناریو این گونه است که اگر چگالی اجرام داخل یک مدار از حد مشخصی بالاتر رود، یک برخورد ممکن است آبشاری از آشغال‌های فضایی به وجود بیاورد که برای مدتی مدار مذکور را بلا استفاده می‌کند

تولید ۴۲ هزار ماهواره دست‌ساز و فرستادن آن‌ها به مدار‌های کم ارتفاع زمین به خودی خود، بسیار بلند پروازانه است. اما با توجه به تاثیرات همین ۱۲۰ ماهواره‌ای هم که تاکنون پرتاب شده است، می‌توان متصور شد که در چند سال یا حتی ده سال آینده که کل ۴۲ هزار ماهواره به فضا پرتاب شوند، چه مشکلاتی برای ما به وجود خواهد آورد. برای مثال می‌توانید در ویدیو زیر، گوشه‌ای از تاثیرات آن را ببینید:

راه چاره چیست؟

اسپیس ایکس در رابطه با مشکلات اخترشناسان رادیویی می‌گوید:

ما به صورت فعالانه با جامعه اخترشناسی رادیویی اروپا و سازمان NROA همکاری‌هایی انجام داده‌ایم تا از فعالیت‌های مهم و حیاتی اخترشناسی رادیویی حفاظت کنیم.

این همکاری احتمالا بدان معنا خواهد بود که آنتن‌های رادیویی در مکان‌هایی قرار گیرند تا تاثیرات اختلال ماهواره‌های استارلیتک را کاهش دهد. حداقل اسپیس ایکس به صورت شفاف عنوان کرده که فعلانه با گروه‌های شاخص اخترشناسی در گوشه کنار دنیا در حال همکاری است تا مطمئن شود در کارشان اختلالی به وجود نیاید.

در رابطه با کاهش بازتاب نوری نیر این کمپانی قصد دارد تا قسمت پایه این ماهواره‌ها را به رنگ سیاه تولید کند. همیلتون در این رابطه می‌گوید:

اسپیس ایکس در حال همکاری با جامعه اخترشناسی است تا بازتاب این ماهواره‌ها را کاهش دهد. این قضیه باعث خوشحالی من بوده، اما تا جایی که می‌دانم زمان مشخصی برای اعمال این تغییرات اعلام نشده است. من علاقه دارم تا اسپیس ایکس در این رابطه بیشتر توضیح دهد.

اما سیاه کردن پایه این ماهواره‌ها شاید مشکلات مربوط به مشهود بودن آن‌ها در عکس‌ها را حل کند، اما تاثیر چندانی بر اخترشناسی از طریق موج‌های مادون قرمز نخواهد گذاشت. از همین رو، پیشنهاد کاربری که می‌گفت باید پایه این ماهواره‌ها را «ونتا بلک» کنند، چندان کارآمد نخواهد بود.

کمپانی اسپیس ایکس نشان داده است که به نگرانی‌های جامعه اخترشناسی پیرامون ماهواره‌های استارلینک، گوش می‌دهد. اما راضی کردن جامعه اخترشناسی و فرستادن هزاران ماهواره به فضا، کاری است که شاید هر کسی از عهده آن بر نیاید.

ترویت‌هارت می‌گوید:

سوال اینجاست که چه قدم‌هایی باید برداشته شود تا هم اخترشناسان و هم کمپانی‌های پرتاب‌کننده ماهواره راضی شوند؟ از نظر من راه حل ساده‌ای وجود ندارد که دو طرف این قضیه را بتوان به سادگی راضی کرد، به این دلیل که اشیاء زیادی بین مشاهده‌گر و سوژه وجود دارد و طبیعتا اخترشناسان علاقه دارند تا هیچ چیزی میان آن‌ها و ستاره‌‌ها نباشد تا اجرام را بپوشاند یا فرکانس‌های رادیویی را مختل کنند. راه حل روشنی وجود ندارد که من بتوانم آن را ببینم.

مشکل فقط در رابطه با کمپانی اسپیس ایکس نیست. زیرا شرکت‌های خصوصی زیادی وجود دارد که در فکر پرتاب ماهواره هستند. این اتفاق ما را در برهه‌ای از زمان قرار می‌دهد که اکتشافات فضایی در آن بسیار مهم هستند. قطعا چشم‌انداز هزاران ماهواره استارلینک که قرار است در چند سال آینده به فضا پرتاب شوند، همگان را به فکر فرو خواهد برد.

همیلتون پیشنهادی دارد:

باید قوانینی پیرامون پرتاب خوشه‌های ماهواره‌ای وجود داشته باشد تا اسپیس ایکس و آمازون نتوانند هر چیزی که خواستند را به فضا پرتاب کنند. ما باید این بحث را زمانی می‌کردیم که هنوز چیزی به فضا پرتاب نشده بود، نه این که بعد از آن به فکر بیفتیم.