Astronomen hebben onlangs hun bezorgdheid geuit over de impact van mega-satellietconstellaties op wetenschappelijk onderzoek. Om het effect van deze sterrenbeelden op astronomische waarnemingen beter te begrijpen, ESO heeft opdracht gegeven voor een wetenschappelijk onderzoek naar hun impact, gericht op waarnemingen met ESO-telescopen in het zichtbare en infrarode, maar ook op andere observatoria. De studie, die in totaal 18 representatieve satellietconstellaties in ontwikkeling door SpaceX beschouwt, Amazone, OneWeb en anderen, samen goed voor meer dan 26 duizend satellieten, is nu geaccepteerd voor publicatie in Astronomie en astrofysica .

Uit het onderzoek blijkt dat grote telescopen zoals ESO's Very Large Telescope (VLT) en ESO's aankomende Extremely Large Telescope (ELT) "matig beïnvloed" zullen worden door de sterrenbeelden die in ontwikkeling zijn. Het effect is meer uitgesproken bij lange blootstelling (van ongeveer 1000 s), waarvan tot 3% tijdens de schemering zou kunnen worden verwoest, de tijd tussen zonsopgang en zonsopgang en tussen zonsondergang en zonsondergang. Kortere blootstellingen zouden minder worden beïnvloed, met minder dan 0,5% van de waarnemingen van dit type beïnvloed. Waarnemingen die op andere tijdstippen tijdens de nacht worden uitgevoerd, zouden ook minder worden beïnvloed, aangezien de satellieten in de schaduw van de aarde zouden staan ​​en dus niet verlicht zouden zijn. Afhankelijk van de wetenschappelijke casus, de gevolgen kunnen worden verminderd door wijzigingen aan te brengen in de bedrijfsschema's van ESO-telescopen, hoewel deze veranderingen kosten met zich meebrengen. Aan de kant van de industrie, een effectieve stap om de effecten te verminderen zou zijn om de satellieten donkerder te maken.

Uit de studie blijkt ook dat de grootste impact zou kunnen zijn op breedveldonderzoeken, in het bijzonder die gedaan met grote telescopen. Bijvoorbeeld, tot 30% tot 50% van de blootstellingen met het Vera C. Rubin Observatory van de Amerikaanse National Science Foundation (geen ESO-faciliteit) zou "ernstig worden beïnvloed, "afhankelijk van de tijd van het jaar, de tijd van de nacht, en de vereenvoudigende aannames van de studie. Mitigatietechnieken die zouden kunnen worden toegepast op ESO-telescopen zouden niet werken voor dit observatorium, hoewel andere strategieën actief worden onderzocht. Verdere studies zijn nodig om de wetenschappelijke implicaties van dit verlies van observatiegegevens en complexiteiten in hun analyse volledig te begrijpen. Wide-field survey-telescopen zoals het Rubin Observatory kunnen grote delen van de hemel snel scannen, waardoor ze cruciaal zijn om kortstondige fenomenen zoals supernova's of potentieel gevaarlijke asteroïden te spotten. Vanwege hun unieke vermogen om zeer grote datasets te genereren en observatiedoelen te vinden voor vele andere observatoria, astronomiegemeenschappen en financieringsinstanties in Europa en elders hebben grootveld-surveytelescopen als topprioriteit voor toekomstige ontwikkelingen in de astronomie aangemerkt.

Zowel professionele als amateurastronomen hebben ook hun bezorgdheid geuit over de manier waarop satelliet-mega-constellaties de ongerepte uitzichten van de nachtelijke hemel zouden kunnen beïnvloeden. De studie toont aan dat ongeveer 1600 satellieten van de sterrenbeelden boven de horizon van een observatorium op middelste breedtegraad zullen zijn, waarvan de meeste laag aan de hemel staan ​​- binnen 30 graden van de horizon. Boven dit - het deel van de hemel waar de meeste astronomische waarnemingen plaatsvinden - zullen er op elk moment ongeveer 250 constellatiesatellieten zijn. Terwijl ze allemaal worden verlicht door de zon bij zonsondergang en zonsopgang, meer en meer komen midden in de nacht in de schaduw van de aarde. Het ESO-onderzoek gaat uit van een helderheid voor al deze satellieten. Met deze veronderstelling tot ongeveer 100 satellieten kunnen helder genoeg zijn om in de schemering met het blote oog zichtbaar te zijn, ongeveer 10 daarvan zouden hoger zijn dan 30 graden. Al deze aantallen dalen naarmate de nacht donkerder wordt en de satellieten in de schaduw van de aarde vallen. Algemeen, deze nieuwe satellietconstellaties zouden het aantal satellieten dat boven de 30 graden met het blote oog zichtbaar is, ongeveer verdubbelen.

Deze cijfers zijn exclusief de treinen van satellieten die direct na de lancering zichtbaar zijn. Hoewel spectaculair en helder, ze zijn van korte duur en slechts kort zichtbaar na zonsondergang of voor zonsopgang, en - op elk willekeurig moment - alleen uit een zeer beperkt gebied op aarde.

De ESO-studie maakt gebruik van vereenvoudigingen en aannames om conservatieve schattingen van de effecten te verkrijgen, die in werkelijkheid kleiner kan zijn dan berekend in het papier. Meer geavanceerde modellering zal nodig zijn om de werkelijke effecten nauwkeuriger te kwantificeren. Terwijl de focus ligt op ESO-telescopen, de resultaten zijn van toepassing op vergelijkbare niet-ESO-telescopen die ook in het zichtbare en infrarode werken, met vergelijkbare instrumentatie en wetenschappelijke cases.

Satellietconstellaties zullen ook een impact hebben op radio, millimeter en submillimeter observatoria, waaronder de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en het Atacama Pathfinder Experiment (APEX). Deze impact zal in vervolgonderzoek worden meegenomen.

ESO, samen met andere observatoria, de Internationale Astronomische Unie (IAU), de American Astronomical Society (AAS), de Britse Royal Astronomical Society (RAS), en andere verenigingen, neemt maatregelen om het bewustzijn van dit probleem te vergroten in mondiale fora zoals het Comité van de Verenigde Naties voor het vreedzaam gebruik van de ruimte (COPUOS) en het Europees Comité voor radioastronomiefrequenties (CRAF). Dit wordt gedaan terwijl we samen met de ruimtevaartbedrijven zoeken naar praktische oplossingen die de grootschalige investeringen in geavanceerde astronomiefaciliteiten op de grond kunnen veiligstellen. ESO ondersteunt de ontwikkeling van regelgevingskaders die uiteindelijk zullen zorgen voor een harmonieuze coëxistentie van veelbelovende technologische vooruitgang in een lage baan om de aarde met de omstandigheden die de mensheid in staat stellen haar observatie en begrip van het heelal voort te zetten.