Megakonstelacja

Firma SpaceX zaczęła torpedowanie nieba w maju zeszłego roku, do dziś wysyłając ponad 600 satelitów. W każdej misji wystrzeliwanych jest ich po kilkadziesiąt. Kolejne, w ramach trzynastej misji, wystartują w połowie września. Za siedem lat megakonstelacja złożona z 12 tys. satelitów będzie regularnie okrążała Ziemię po niskich orbitach. Wszystko po to, aby zapewnić dostęp do internetu – dosłownie – każdemu i wszędzie. Warunkiem będzie posiadanie urządzenia nadawczo-odbiorczego wielkości pudełka od pizzy i wykupienie abonamentu w wysokości około stu dolarów miesięcznie. To jedno z tych przedsięwzięć, które odmieni niebo nad nami. A dla wielu również życie na Ziemi.

Sam pomysł „internetu z przestworzy” nie jest nowy, bo choćby w USA od lat działa HughesNet, a w Polsce możemy za sto złotych miesięcznie korzystać z przesyłu o prędkości 50 Mbps poprzez usługi Bigblu, Skyconnect i wielu innych. Czym zatem wyróżnia się projekt Starlink, że zrobiło się o nim tak głośno? Do tej pory takie rozwiązania korzystały z małej liczby satelitów znajdujących się na orbicie geostacjonarnej, ok. 36 tys. km nad powierzchnią planety. To spora odległość. SpaceX planuje zająć niską orbitę okołoziemską.

Dzięki temu zmniejszy się dystans – z dziesiątek tysięcy do setek kilometrów – więc i czas potrzebny na propagację sygnału do satelity i z powrotem. A to zmniejszy opóźnienie w transmisji danych: nawet kilkunastokrotnie, z obecnych 700–900 milisekund, co fatalnie wpływa np. na telekonferencje. Ot, fizyka związana z prędkością światła w próżni, problem nie do przeskoczenia inaczej niż przez zmniejszenie odległości. Nowością będą też lepsze transfery, umożliwiające więcej niż sprawdzanie poczty. Po stronie plusów mamy więc zasięg na całej planecie i szybkość działania. Najwięcej zyskają osoby na peryferiach infrastruktury (głęboka wieś, statki na morzu, ekspedycje w górach czy dżungli) oraz obywatele, którym rząd chce odebrać dostęp do informacji (jak dzieje się to w Chinach, podczas protestów w Hongkongu czy na Białorusi). A kto straci?

Ruchome niebo

Pierwsze obiekcje podniosły organizacje astronomów, alarmując, że ze względu na krążące po niebie jasne punkciki naziemne obserwacje staną się trudniejsze. To nie błaha sprawa. Nawet jeśli kogoś nie interesuje odkrywanie tajemnic Wszechświata, powinien pamiętać, że astronomia to również obserwacje obiektów mogących uderzyć w Ziemię. Oczywiście da się obejść ten problem, wysyłając teleskopy w przestrzeń kosmiczną, ale winduje to koszty, które ponosimy jako podatnicy.

SpaceX zobowiązał się do przyjrzenia się problemowi, który od strony inżynierskiej nie jest trywialny. Nie można po prostu pokryć satelitów czarną farbą, żeby nie odbijały światła, bo wówczas by się nagrzewały, a wbrew pozorom w przestrzeni kosmicznej trudno o chłodzenie. Stąd kombinacje ze zmianami kąta lotu satelity lub dodatkowymi przysłonami pomiędzy satelitami a Ziemią – „wachlarzami”, które pochłoną promieniowanie odbite od satelity. W czerwcu w ramach ósmej misji wysłano testowego satelitę z dodatkową, rozkładaną osłoną, a od misji dziewiątej już wszystkie satelity są w nią wyposażone. W tych wystrzelonych wcześniej programowo zmieniono kąt ich orientacji względem Słońca i Ziemi, co częściowo rozwiązuje problem, ale może się przekładać na zmniejszenie wydajności paneli słonecznych.

Obecne rozwiązania nie są doskonałe, jednak sytuacja się poprawiła. Niemniej nie musimy obawiać się tego, że nad naszymi głowami pojawi się na stałe osobne „ruchome niebo”, ponieważ satelity z Ziemi gołym okiem widoczne są tylko wtedy, gdy znajdują się na tzw. orbicie parkingowej, na wysokości 380 km. Stamtąd zaś przemieszczają się na orbity docelowe, około 550 km nad Ziemią. Jedne odlecą dalej, kolejne będą wystrzeliwane – liczba ruchomych punktów pozostanie stała, około 300 sztuk.

Przynajmniej tak długo, jak mówimy o satelitach Starlink. Ale na nich historia się nie kończy. Projekt firmy SpaceX przykuwa najwięcej uwagi ze względu na jego rozmach i PR, ale inne korporacje nie pozostają w tyle. Amazon w ramach Projektu Kuiper (nawiązującego nazwą do Pasa Kuipera, czyli obszaru za Neptunem usianego dziesiątkami tysięcy małych ciał niebieskich) planuje wystrzelenie kolejnych trzech tysięcy satelitów, choć nie dostał jeszcze na to zgody od amerykańskiej Federalnej Komisji Łączności (FCC). Jednak osiem innych firm oprócz SpaceX – owszem. Łącznie w ciągu dekady pojawi się dodatkowo około 15 tys. nowych satelitów. Dla porównania: obecnie na orbicie mamy ich ok. 2 tys., a od startu Sputnika w 1957 r. w sumie wystrzelono ok. 8 tys. satelitów (większość została już zdeorbitowana).

Szkodliwe światło

Zagadnienie ochrony nieba przed rozbłyskami satelitów wpisuje się w szerszy temat tzw. zanieczyszczenia światłem (ang. light pollution). Ze względu na ilość sztucznego światła, które wytwarzamy – głównie w miastach – noce nie są już tak ciemne jak kiedyś, a na niebie trudno dostrzec gwiazdy i inne obiekty astronomiczne. Zarówno dla ludzi, jak i innych zwierząt, które od miliardów lat ewoluowały w rytmach dnia i nocy, jest to nowy bodziec, który negatywnie wpływa na ich funkcjonowanie. Na łamach „Tygodnika” pisał o tym m.in. Adam Robiński („TP” 18-19/2017). W ostatnich latach w Polsce tematem zajęli się zaś aktywiści (m.in. dr Paweł Drożdżal z UAM w Poznaniu), którzy wysłali do kilku ministerstw wiele wniosków i petycji dotyczących zmian przepisów, tak by lepiej chroniły one wybrane fragmenty nieba. Pełną dokumentację tej bogatej i mocno specjalistycznej korespondencji zgromadził portal CiemneNiebo.pl. Jak dotąd akcja nie przyniosła spektakularnego efektu, dlatego miłośnicy ciemnego nieba muszą dalej działać oddolnie.

Na przykład, z braku przepisów pozwalających na tworzenie parków ciemnego nieba, czyli miejsc, gdzie zwraca się szczególną uwagę na mądre planowanie instalacji oświetleniowej, aby bez sensu nie świecić latarniami w niebo – zakładane są one jako lokalne inicjatywy na podstawie umów z samorządami. Tak powstały Park Gwiezdnego Nieba Bieszczady (2013), drugi największy chroniony obszar w Europie, a wcześniej Izerski Park Ciemnego Nieba (2009). Co ciekawe, są to pierwsze na świecie parki transgraniczne. Jak wynika z mapy zanieczyszczenia światłem (patrz ramka), dobrą lokalizacją na takie parki byłyby też Mazury i Kaszuby.

Czytaj także: Adam Robiński: Niebo bezgwiezdne nade mną

Poza tymi miejscami nie jest u nas łatwo nawet o klasę trzecią w opisującej to zjawisko dziewięciostopniowej skali Bortle’a, czyli o „niebo wiejskie”, na którym „pewne ślady zanieczyszczenia światłem widoczne są przy horyzoncie”. W tych warunkach widać złożoną strukturę Centrum Drogi Mlecznej, a gołym okiem zaadaptowanym do ciemności łatwo dostrzeżemy Galaktykę Trójkąta. To ona, razem z Galaktyką Andromedy, tworzą dwa znaki rozpoznawcze omawianej skali. Niestety, nawet w miejscach, które wydają się odludne, ze względu na zasięg zanieczyszczenia sięgający dziesiątków kilometrów od dużego miasta, i tam mamy raptem klasę czwartą, czyli „niebo wiejskie przechodzące w podmiejskie”. Tam Galaktyka Trójkąta będzie dostrzegalna z dużym trudem, a Centrum Drogi Mlecznej będzie pozbawione szczegółów, ale Galaktyka Andromedy wciąż będzie „oczywista”. Aby i Galaktyka Trójkąta stała się „oczywista”, a Centrum Drogi Mlecznej rzucało widoczny cień, potrzebujemy klasy pierwszej – najbliżej znajdziemy ją na statku na środku Bałtyku lub miejscami na białorusko-ukraińskim pograniczu.

Zdziwiłem się, będąc w Pasterce w Górach Stołowych, że tam, na końcu świata, jest klasa czwarta. Niemniej widok nieba zapiera dech w piersiach. Możliwe jest dostrzeżenie nad zachodnim horyzontem światła zodiakalnego, czyli poświaty pojawiającej się wzdłuż ekliptyki (drogi, którą Słońce pozornie pokonuje na nieboskłonie), pochodzącej od światła słonecznego odbijanego przez drobiny kosmicznego pyłu. Ale żeby dostrzec gołym okiem wysoko na niebie przeciwblask, czyli światło zodiakalne pojawiające się po stronie przeciwnej niż Słońce, przyjdzie mi wybrać się w dalszą podróż.

Zacznę na pewno od Bieszczad.

Dlaczego warto?

Ułatwienie (przez nieutrudnianie) pracy astronomom, oszczędność prądu, ochrona ekosystemów, z nami włącznie, przed zaburzeniami rytmów dnia i nocy – to część powodów, dla których warto chronić nocne niebo. Kolejny – astro­turystyka – ma dwa wymiary: lokalna społeczność zarabia, goszcząc miłośników astronomii w obiektach przyjaznych temu hobby.

Ale nie do przecenienia jest także wychowawcza wartość pokazywania dzieciom nocnego nieba. Czy jest coś, co może bardziej nauczyć zachwytu nad światem i jednocześnie pokory wobec niego? Astronomia to piękna „nocna przygoda” (jak to w jednej z naszych wakacyjnych rozmów ujął mój czteroletni syn), ucząca cierpliwości, planowania, obsługi sprzętu, będąca świetnym pretekstem do rozmowy o nauce: optyce, astrofizyce, historii lotów kosmicznych, do opowiadania, skąd wziął się świat, gwiazdy, planety, wreszcie my na Ziemi – ta drobina węgla na bryłce kosmicznego pyłu. ©

ZACZNIJ PRZYGODĘ Z ASTRONOMIĄ

Na początku dobrze zacząć się orientować na niebie, czyli rozpoznawać podstawowe gwiazdozbiory. Oprócz tradycyjnych papierowych mapek nieba pomocne będą darmowe aplikacje na smartfon: klasyczna Sky Map czy nowsza Star Walk 2. Po skierowaniu aparatu na niebo automatycznie wyświetlą się na ekranie podpisy gwiazd, planet i gwiazdozbiorów. Bardzo szybko za Wielką Niedźwiedzicą prowadzącą do Gwiazdy Polarnej i Małej Niedźwiedzicy zaczniemy dostrzegać „kopnięte W”, czyli gwiazdozbiór Kasjopei, w jednej z kilku najjaśniejszych gwiazd dostrzeżemy Wegę w gwiazdozbiorze Lutni, tuż obok której Łabędź z Deneb w ogonie przelatuje latem przez najjaśniejszą część Centrum Drogi Mlecznej. Te proste sukcesy dadzą nam energię do dalszych poszukiwań!

Równocześnie warto polować na okresowe wydarzenia, jak deszcz meteorów czy przelot satelitów. W tym bardzo pomaga aplikacja Heavens-Above – oprócz aktualnej mapy nieba otrzymamy katalog widocznych obiektów, z podanym co do sekundy czasem pojawienia się i zniknięcia oraz ich jasnością. ISS Live Now pozwoli zobaczyć, gdzie aktualnie znajduje się Międzynarodowa Stacja Kosmiczna i skąd jest widoczna. Jeśli chcemy jej orbitę zobaczyć na płaskiej mapie, polecam Satellite, a dla trójwymiarowej orbity naniesionej na model Ziemi: Satellite Tracker.

Kolejny krok to statyw do telefonu lub aparatu – ustawienie w aparacie czasu naświetlania rzędu kilku sekund przy dużej czułości matrycy, czy po prostu włączenie trybu nocnego w smartfonie, da inspirujące obrazy. Przy ustawieniu dłuższych czasów coraz bardziej widoczny będzie obrót nocnego nieba – punktowe gwiazdy zamienią się w łuki, fragmenty okręgów o środku umiejscowionym w Gwieździe Polarnej. Statyw pomoże również obserwować Księżyc przez lornetkę.

Co dalej? To jasne: czas rozejrzeć się za teleskopem! © DA