I satelliti conservano le immagini satellitari. Gli astronomi hanno bisogno di una soluzione: Ars Technica

I satelliti conservano le immagini satellitari.  Gli astronomi hanno bisogno di una soluzione: Ars Technica
Ingrandire / Immagine del telescopio Hubble di una coppia di galassie in collisione attraversate da una traiettoria satellitare.

Istituto di scienze del telescopio spaziale; NASA

Sciami di satelliti punteggiano il campo visivo del telescopio spaziale Hubble, lasciando quelli che sembrano graffi sulle immagini spaziali e ostacolando il lavoro degli scienziati. attività febbrile sciami di questi satellitiche riflettono la luce solare e imitano i corpi astronomici, stanno gradualmente diventando minacciose Trasformare il cielo notturno E influisce su come funziona l’astronomia.

David Stark, astronomo dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, ha detto la scorsa settimana allo Space Telescope Science Institute di Baltimora Società astronomica americana Conferenza ad Albuquerque, Nuovo Messico. In effetti, ha affermato, il suo team ha utilizzato un nuovo metodo di rilevamento per misurare la velocità delle tracce satellitari Doppio. Ma Stark stava lanciando l’idea della sua squadra per riparare Band-Aid: un nuovo programma descritto in un file Rapporto moderno Questo è da cinque a dieci volte più sensibile nel trovare le tracce rispetto ai programmi precedenti e quindi nel nasconderle. “È particolarmente efficace nel trovare tracce di satelliti che altrimenti potrebbero mancare”, ha affermato.

È una procedura standard per gli astronomi cercare di ripulire le immagini di “artefatti”, come gli effetti dei raggi cosmici che colpiscono i rilevatori della fotocamera di Hubble o i picchi di diffrazione, che fanno sembrare le stelle luminose come un mirino. Occasionalmente, una fastidiosa stella della Via Lattea potrebbe intralciare la visione di un oggetto distante. La nuova tecnologia, chiamata Median Radon Transform, scansiona ogni percorso lineare attraverso l’immagine ad ogni possibile angolazione. Quando un dato percorso è allineato con un percorso satellitare, il sistema rileva una deviazione dal flusso medio, o luminosità a una data lunghezza d’onda in pixel, misurata attraverso regioni di cielo apparentemente vuoto. Può anche rilevare linee corte, ma devono essere un po’ più luminose per essere selezionate, poiché coprono meno pixel.

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Questo software consente quindi agli astronomi di mascherare le tracce del satellite, in modo che i pixel interessati vengano ignorati nella loro analisi dei dati. È come rovesciare alcune pagine stampate male in un libro, quindi puoi saltarle mentre studi il resto del volume.

Ma è meglio non perdere quelle pagine. Quando sono presenti più esposizioni dello stesso campo, l’astronomo può utilizzare strumenti software aggiuntivi per rimuovere completamente la linea dall’immagine combinata finale. Questa parte del cielo apparirà quindi come dovrebbe, anche se il rapporto segnale/rumore dei pixel in questa linea sarà inferiore rispetto a se quel giorno il satellite non fosse passato davanti al telescopio. Stark e il suo team includono il loro codice in un pacchetto software standard chiamato “Extools” che eseguono.

Tuttavia, questa correzione ha un limite importante: è progettata per il telescopio Hubble, che orbita a 332 miglia sopra la Terra ed è meno esposta alle strisce satellitari rispetto agli osservatori sulla Terra. I telescopi ottici terrestri con immagini ad ampio campo, che spesso non richiedono esposizioni multiple, saranno probabilmente più colpiti. Ci sono già stati alcuni casi di immagini satellitari di imaging ottico prese dai telescopi Osservatorio Panamericano Cerro Tololo in Cile e Osservatorio Lowell In Arizona, per esempio.

Il problema sarà molto peggiore per il progetto finanziato dalla National Science Foundation, a lungo ritardato Osservatorio Vera Rubin, che è in fase di assemblaggio nelle Ande cilene e inizierà a fotografare il prossimo anno. La sua fotocamera incredibilmente sensibile rileverà oggetti deboli e variabili, come una supernova stellare o un asteroide vicino alla Terra, e il telescopio invierà automaticamente avvisi agli astronomi quando rileva tali oggetti. Ma Robin ha collaborato Preoccupazione espressa Sulla possibilità di falsi allarmi dovuti alla luce riflessa dai satelliti o allo spazio indesiderato in orbita, ha avvertito che fino al 30 percento delle sue immagini potrebbe essere influenzato dalle strisce satellitari. Ad esempio, un bagliore di luce solare da un piccolo pezzo di isolamento da un satellite visto in un telescopio può apparire come una stella luminosa. A meno che l’astronomo non riesca a misurare anche lo spettro della luce, potrebbe essere ingannato, dice John Barentine, un astronomo di Tucson, in Arizona, che recentemente Ha scritto una monografia Informazioni sull’inquinamento luminoso da oggetti in orbita terrestre bassa.

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Il secondo problema è che il numero di linee satellitari è in aumento. Stark ha testato il programma su 20 anni di dati della Advanced Camera for Surveys di Hubble. Mentre le tracce satellitari non sono cambiate in luminosità, è quasi raddoppiata in velocità. Il team ha trovato tracce ogni tre o quattro ore dei dati di Hubble acquisiti nel 2002. Ma nel 2022, i satelliti Hubble sono stati bombardati di luce ogni una o due ore. Ciò significa che il 5 percento delle foto scattate 20 anni fa era interessato, ora è circa il 10 percento.

Il tasso continuerà sicuramente a salire, afferma Sandor Crook, astronomo del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics di Monaco, in Germania. “Ci si aspetterebbe, nel tempo, più strisce nelle immagini. È proporzionale al numero di satelliti sopra l’osservatorio”, afferma Kroc, autore principale di un Uno studio recente che ha utilizzato etichette di crowdsourcing e apprendimento automatico per tracciare i percorsi satellitari nelle immagini.

Kroc e i suoi colleghi notano un tasso inferiore, passato da circa il 2,5 al 5% negli ultimi due decenni. Hanno scoperto che questa tendenza è aumentata rapidamente a partire dal 2018, più o meno nello stesso periodo in cui le aziende hanno iniziato a circolare Mega costellazioni spaziali, collegandone centinaia o migliaia in reti. (Stark e Crook attribuiscono le diverse percentuali nel loro studio all’uso di diverse tecniche di misurazione.)

Queste mega torri hanno chiari vantaggi per i loro operatori. I satelliti sono più piccoli e quindi più economici da produrre e lanciare, ei servizi in rete sono meno soggetti a interruzioni, come via clima spaziale O Armi anti-satellite. Lo Starlink di SpaceX costituisce la più grande rete satellitare fino ad oggi, con circa 4000 in orbita e prevede di aumentarla a 42000. La costellazione OneWeb contiene più di 600 satelliti, ma si trovano in un’orbita più alta, il che riduce l’impatto sulle osservazioni astronomiche. E Amazon si sta preparando a lanciare il suo progetto Kuiper quest’estate, facendo volare i suoi primi satelliti per fornire servizi a banda larga sul volo inaugurale del razzo Vulcan Centaur della United Launch Alliance. L’azienda prevede di popolare questa costellazione con oltre 3.000 satelliti.

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SpaceX e alcune altre società hanno testato possibili soluzioni, come coprire un satellite con una pellicola sottile per scurirlo in modo che rifletta meno luce o aggiungere una visiera per riflettere la luce lontano dalla Terra. Questi sforzi limitati erano di gran lunga inferiori a Obiettivi di luminosità dell’Unione Astronomica InternazionaleAlcuni di questi progetti hanno causato problemi ai satelliti stessi, riscaldandoli troppo o interferendo con le comunicazioni tra i satelliti.

Hubble è stato pubblicato dalla navetta spaziale Discovery nel 1990.
Ingrandire / Hubble è stato pubblicato dalla navetta spaziale Discovery nel 1990.

NASA

Il concetto della NASA di lavorare con i suoi partner commerciali Miglioramento di Hubble A un’orbita più alta può inavvertitamente mitigare il problema della fotodetonazione. La resistenza atmosferica ha gradualmente avvicinato la navicella alla Terra. Spingerlo indietro ha lo scopo di prolungarne la vita, ma lo terrà anche lontano da una piccola frazione di satelliti di passaggio.

Niente di tutto ciò risolverà i problemi degli osservatori terrestri, che devono esaminare l’intera atmosfera, comprese tutte le orbite dei satelliti. E Barentine teme che, sebbene le società non abbiano ancora trovato soluzioni tecniche, non abbiano rallentato il ritmo dei lanci dei satelliti. “Le persone del settore hanno una fede così forte nell’innovazione”, afferma, “e la mia risposta è stata questa: la storia della scienza, della tecnologia e dell’ambiente è piena di lanci frontali nella tecnologia che non abbiamo ‘t capire ha creato molti effetti collaterali negativi.

Questa storia è originariamente apparsa wired.com.

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