イーロン・マスクは、彼の衛星群が科学を妨害することはないと主張している。このモデルはそれに反論している。

田舎で夏に星空を眺める人たちは、空を横切る数個の衛星を見るのに慣れている。しかし、これから数年で、鋭い観察力を持つアマチュアが何百もの衛星を見つけられるようになるかもしれない。そしてプロの天文学者にとって、研究は二度と同じではなくなるだろう。

地球を衛星インターネットで覆う競争が始まった。SpaceX は、地球上の誰にでも高速接続を提供することを目的とした Starlink 衛星群で先頭を走っている。同社はすでに、重さ 570 ポンド、幅 30 フィートのこの衛星を 350 機以上軌道上に打ち上げており、そのうち 60 機が水曜日に打ち上げられた。同社は最終的に数万機の衛星からなる「メガコンステレーション」を構築する計画で、アマゾンと英国の企業 OneWeb からも衛星群が続く予定だ。頭上を通過し始めた最初の明るい新しい光の列以来、天文学者たちは自分たちの分野の将来について心配してきた。今回、最初の 12,000 機の Starlink 衛星に関するこれまでで最も包括的な分析の 1 つが、良いニュースと悪いニュースの両方をもたらしている。

衛星が天文学研究に与える被害は、プロジェクトや天文台によって異なる。天体新来者は天文学研究に存在の脅威を与えるものではないが、今後はそれらに対処することが天文学の重要な部分を占めるようになるだろう。「これは天文学者全般にとって、被害軽減策について考え始めるための警鐘だ」と、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者で分析の著者であるジョナサン・マクドウェル氏は言う。

スペースXの創設者イーロン・マスク氏は、スターリンクは科学の進歩に危険を及ぼさないと主張する。「天文学上の発見にいかなる影響も与えないと確信しています。ゼロです」と同氏は先週月曜日の会議で述べた。「ゼロを超えた場合は是正措置を講じます」

同社は、夜空への影響を最小限に抑えるためにさまざまな天文学組織と協力しているが、その影響を完全に排除することはほぼ不可能と思われる。実際、アストロフィジカル・ジャーナル・レターズがレビュー中のマクドウェルのレポートによると、地球近傍環境はすでに激変している。現在、何千もの衛星が地球を周回しているが（その多くは機能していない）、スペースXがターゲットとするゾーンは比較的空いている。1年弱前の最初のスターリンク打ち上げ以前は、低高度（370マイル未満）を周回する大型衛星（220ポンド以上）はわずか400基で、最も見やすいものだった。今日、スターリンク衛星の数はほぼ2倍になり、ネットワークは3％しか完成していない。

現状の1万2000基のスターリンク衛星が低空を飛行する空は、肉眼ではまったく違って見えるだろう。マクドウェル氏は、アマチュア天文家のネットワークに依頼した報告書に基づき、衛星の大きさ、高度、数、観測された明るさを考慮したシミュレーションを作成した。そして、世界中のさまざまな季節や場所で、夜間のさまざまな時間にいくつの衛星が頭上を通過するかを計算した。都市部に住む人は何も気づかないだろうが、マクドウェル氏のモデル（スペースXのFCC提出書類に基づく）によると、田舎の星空観察者は、太陽光が衛星の金属表面に反射して何百ものぼんやりとした点が地平線に群がるのを目にするだろう。そのうち数十基が真上を通過するのだ。目に見える衛星の正確な数は状況によって異なるが、夏の日没後の数時間にピークとなり、空観察のゴールデンタイムとなる。

アマチュア天文学者にとって幸運なことに、スペースXは衛星の地球に面した面を黒く塗って反射率を低下させる実験を行っている。同社は1月に最初の「ダークサット」プロトタイプを打ち上げたが、1組の観測に基づいて月曜日に発表されたプレプリントによると、光沢のある衛星よりも約2.5倍暗くなっているようだ。マクドウェル氏は、この暗さが確認できれば、衛星は人間の視覚の限界ぎりぎりまで暗くなるだろうと述べている。目を細めてよく見れば方向感覚が狂うほどの動きに気づくかもしれないが、光の粒を区別することはおそらくできないだろう。

「肉眼で見える空を救うには、おそらくそれで十分でしょう」とマクドウェル氏は言う。「しかし、プロの天文学を救うには十分ではありません。」

天文学者は多様な集団で、地元の宇宙の岩石から遠く離れたブラックホールまであらゆるものを研究しており、スターリンクの影響も同様に多様です。一部の研究プロジェクト、特に冬の深夜に行われるプロジェクトでは、スペースXの追加にほとんど気づかないでしょう。この時間帯は太陽が完全に地球の後ろに隠れ、反射した太陽光が衛星に届かないからです。マクドウェル氏にとっては、それが救いでした。「最初は過度に悲観的でした」と彼は言います。「しかし、冬はそれほど悪くないという事実は重要です。それを見て嬉しく、驚きました。」

しかし残念なことに、スターリンクのコンポーネントは、特に夏場、太陽が地平線の下に隠れている夜の最初の数時間と最後の数時間に望遠鏡の鏡の中で明るく光ります。これらの条件は、将来地球に衝突する可能性のある小惑星を探す調査など、太陽に近い物体を観測するのに理想的です。このようなプロジェクトは真冬の夜には実行できません。マクドウェル氏は、冬の観測に限定すると、「実質的に空の半分を失うことになります」と言います。

衛星の打ち上げが毎月、最終的には2週間ごとに行われるようになるため、マクドウェル氏は、研究者らが急速に近づいているスターリンクの未来に向けて今から準備を始めることを提案している。

衛星が残した不要な縞模様を編集する最も簡単な方法は、ソフトウェアを使用することです。天文学者がターゲットの写真を 5 枚撮影し、そのうちの 2、3 枚に衛星が写り込んでいるだけであれば、研究者は写真を合成して衛星を消すことができます。この方法は、南半球の奥地など、上空に衛星が少ない天文台で最も効果的ですが、追加データを取得するために貴重な観測時間が犠牲になります。

他の観測所では、特殊なハードウェアが必要になる。たとえば、望遠鏡の主鏡をリング状に取り囲む小型カメラのシステムでは、望遠鏡に周辺視野を与えることができる。カメラが衛星の接近を感知すると、望遠鏡の視野全体にシャッターを切り、宇宙船が消えるまで望遠鏡を一時的に見えなくすることができる。通過する衛星の一瞬の点滅よりもずっと長い露出時間を使って暗い物体をターゲットにするプロジェクトでは、この種の仕組みが役に立つだろう。

しかし最終的には、世界中の多くの観測所はそれぞれ、その場所や仕様に最も適した戦略を見つけ、どのような問題が発生するかを見極めながら、試行錯誤の期間を経る必要がある。「環境が大きく変化するため、私たちが考えもしなかった予期せぬ結果が生じるでしょう」とマクドウェル氏は言う。

しかし、たとえ長期間の観測と新しいハードウェアを支えるのに必要な多額の資金が見つかったとしても、動く光で満ちた空に天文学者が適応できる範囲には限界がある。ある時点で、すべての画像に複数の衛星の筋が見られるようになれば、天文学は完全に停止してしまうだろう。マクドウェル氏は、研究者はスターリンクの何万もの暗くなった衛星と共存できると示唆するが、長期的には天文学が生き残るためには全体の数を制限する国際条約が必要になると強調する。

「天文学者と宇宙探検家の間の妥協点は、空がもっと混雑することに対する緩和策を考え出す必要があるということだと思います」と彼は言う。「しかし、宇宙コミュニティは最終的に、空がどれだけ混雑できるかの上限を設定しなければなりません。」

スペースXはコメント要請に応じなかった。しかしマクドウェル氏は、ダークサットの開発や、2022年に稼働を開始する旗艦施設であるベラ・ルビン天文台との直接協議など、同社の誠意ある行動を称賛している。同氏は、ダークサットのアンテナを黒く塗るなどの追加措置により、今後も地平線上の大きな変化を最小限に抑えられることを期待している。

「短期的には以前より少し心配は減った」と彼は言う。「しかし、それでも状況は大きく変わった」