Чи можуть Starlink і астрономія співіснувати? Зростання «мегасузір’їв» викликало занепокоєння щодо світлового забруднення та радіохвильових перешкод від сузір’я SpaceX із 6000 супутників, яке компанія хоче розширити до 30 000. Але Національна радіоастрономічна обсерваторія Національного наукового фонду США (NRAO) налаштована оптимістично, що може поділитися відкритим ефіром.

«У нас є розумні інженери, у них є розумні інженери. Я впевнений, що ми можемо вирішити цю проблему радіочастот», — каже Кріс Де Прі, заступник менеджера з використання спектру в NRAO.

Де Прі вказує на зусилля NRAO під назвою «обмін оперативними даними», які включають координацію з комерційними супутниковими провайдерами. «Це система, яка в основному повідомляє SpaceX і, зрештою, кільком операторам: «Ось куди ми спрямовані, ось на якій частоті ми знаходимося і ось як довго ми це робимо». Вони поглинають цю інформацію, а потім адаптують свою мережу», — каже він.

«Це не вирішить усіх проблем, але значною мірою допоможе усунути потенціал катастрофічних взаємодій і дозволить нам продовжувати спостереження», — додає він.

Радіо тиха зона навколо чутливої ​​техніки

Координація є надзвичайно важливою, оскільки NRAO керує обсерваторією Грін-Бенк у Західній Вірджинії, де розташований найбільший у світі повністю керований радіотелескоп. Обладнання було побудовано з надзвичайно чутливими приймачами, що дозволило йому спостерігати глибокий космос, включаючи далекі галактики та чорні діри. Однак це означає, що радіотелескоп чутливий до перешкод від наземних радіохвиль, таких як сигнали мобільного телефону.

Щоб запобігти таким перешкодам, США створили зону тиші Національного радіо, територію площею 13 000 квадратних миль навколо обсерваторії Грін-Бенк у Західній Вірджинії, де навколишні гори можуть блокувати та розсіювати радіохвилі.

Зона не повністю забороняє радіосигнали; лише найсуворіші правила забороняють передачу та електричне обладнання в межах двох і 10 миль від обсерваторії. Натомість мова йде більше про мінімізацію потенціалу шкідливих перешкод і встановлення реалістичних очікувань для місцевих жителів по всій зоні.

«Чесно кажучи, використання Wi-Fi вдома — це те, з чим ми просто повинні були змиритися, — каже Де Прі. — Є момент, коли ви погоджуєтеся з втратою спектру, а NRAO цього не приймає. ходіть від дверей до дверей, щоб люди вимкнули свою систему Wi-Fi».

Радіосигнали з сусідніх будинків можуть впливати на обсерваторію Грін-Бенк. Але це не катастрофічно. Сигнали Wi-Fi лише заважають радіотелескопу проводити спостереження певної частини радіоспектру, але не всього. «Тож ви в кінцевому підсумку вирізаєте цю частину спектра зі своїх спостережень, і ви можете використовувати решту смуги, яку спостерігаєте», — каже він.

Перешкоди також менш серйозні, оскільки радіотелескоп спрямований у небо, подалі від бездротових сигналів поблизу землі. Це означає, що радіопередача, як сигнали Wi-Fi, потраплятиме лише на «бічні пелюстки» обсерваторії, або те, що Де Прі називає «низькочутливою частиною телескопа», а не на основні приймачі, які звернені до зірок.

Проблеми із супутниками

З іншого боку, орбітальні супутники становлять іншу проблему. Вони пролітають прямо над обсерваторією Грін-Бенк, випромінюючи радіохвилі в найчутливіші приймачі телескопа. «Все рівняння змінюється», — каже Де Прі. "Орбітальний супутник" не тільки позбавляється всіх даних, які ви збираєте, але потенційно може перевантажити приймач у телескопі» та пошкодити обладнання.

Супутникові компанії, такі як SpaceX та інші країни, передбачили експлуатацію десятків тисяч інтернет-супутників на низькій орбіті Землі, що ще більше підвищує ризик перешкод.

«Деякі оцінки сягають 100 000 супутників, що можливо, є перебільшенням, але можливо, ні, — каже Де Прі. — Десять років тому ніхто б не подумав, що в небі буде стільки тисяч супутників. Це здавалося неймовірним».

У відповідь NRAO координує з супутниковими компаніями маневри, які передбачають перенаправлення променів зв’язку орбітальних супутників від телескопів або тимчасове вимкнення променів зв’язку на кілька секунд для запобігання перешкод.

«Той факт, що кожен із цих супутників стає темним на кілька секунд, не має значення для всієї їхньої мережі, — каже Де Прі. — Тому клієнт на землі не побачить різниці».

«Поки ми спілкуємося з цими компаніями, і вони готові внести ці корективи, тоді дві системи можуть працювати разом», — додав він.

Проте Де Прі зазначає, що стільникові супутники наступного покоління , які можуть передавати дані на звичайні смартфони, ймовірно, стануть більшою перешкодою. Ці супутники повинні генерувати потужніші радіохвилі, щоб успішно підключитися до телефону.

«Проблема виникає, коли у вас є системи, де промінь низхідної лінії зв’язку настільки яскравий і великий, що його стає важко уникнути», – каже він. на чотири порядки вище, ніж у Starlink».

Проблеми можуть вимагати зміни апаратного забезпечення. «Ви не можете відвернути речі ви не можете знизити сигнал настільки, щоб дозволити системі працювати. І в такі моменти вам може знадобитися фізичне укриття або захист для телескопа», — каже він.

Інша ідея полягає в тому, щоб оснастити радіотелескопи «режекторним фільтром», щоб зменшити сигнали з певних радіодіапазонів, які використовуватимуть стільникові супутники наступного покоління.

«Якщо вам потрібно запровадити єдиний режекторний фільтр, це одне. Але що, якщо п’ять компаній використовують п’ять різних частот низхідної лінії зв’язку, а вам потрібно мати п’ять режекторних фільтрів?» «Технічні рішення можливі, хоча вони стають дуже складними, якщо ця техніка множиться».

Тим часом співпраця NRAO з SpaceX призвела до того, що минулого місяця компанія розгорнула послугу Starlink для людей, які живуть у тихій зоні Національного радіо. SpaceX спочатку утримувався від цього на території площею 13 000 квадратних миль, де проживає понад 600 000 жителів. Але протягом багатьох років компанія співпрацювала з NRAO над розширенням доступності Starlink відповідно до обмежень на радіопередачу, щоб допомогти надати високошвидкісну широку опцію 99,5% жителів тихої зони.

Це сталося після того, як кілька округів у цьому регіоні закликали змінити зону тиші Національного радіо через занепокоєння, що обмеження заважають службам екстреного зв’язку.