האם בעתיד נראה בשמיים יותר לוויינים מכוכבים? עד כמה תוכניות לשגר אלפי לווייני תקשורת זעירים עלולות לפגוע ביכולתם של טלסקופים לצפות בחלל?
הכתבה הוקלטה בידי הספריה המרכזית לעיוורים ולבעלי לקויות ראייה
לרשימת כל הכתבות הקוליות באתר
בשנים הקרובות אמורות לעלות למסלול סביב כדור הארץ קבוצות לוויינים גדולות חדשות, שכל אחת מהן תמנה כמה אלפי לוויינים. לצד השימושים הרבים שמתוכננים להם, אסטרונומים חוששים שהצעד הזה יעכב, ואולי אפילו יסכל, את האפשרות לבצע תצפיות מדעיות מהקרקע. מחקר של מדעני "מצפה הכוכבים האירופי הדרומי" (ESO) מצא כי הלוויינים הללו ישפיעו יחסית מעט על תצפיות מקומיות, אך השפעתם על סקרים שמכסים שטחי שמיים גדולים עלולה להיות דרמטית.
מהפכת המזעור מגיעה, באיחור אופנתי, גם אל לווייני התקשורת. אם פעם כל לוויין שקל כמה וכמה טונות ונדחס אך בקושי בתוך מעטפת של טיל שיגור שגודלה קרוב לגודל של אוטובוס, לווייני התקשורת החדשים קטנים יותר, שוקלים הרבה פחות ולא נופלים בביצועיהם מקודמיהם הגדולים.
זאת ועוד: לווייני התקשורת המסורתיים שוגרו למסלולים רחוקים מאוד, בגובה של כ-36 אלף קילומטר מעל פני הקרקע. בגובה הזה, לא רק שהלוויין כיסה שטח גדול מאוד, אלא גם נשאר מעל נקודה קבועה בכדור הארץ (מסלול גיאוסינכרוני). כך יכלו להסתפק במספר קטן יחסית של לוויינים יקרים.
לעומת זאת, את הלוויינים הקטנים אפשר לייצר בזול ובכמויות גדולות, כך שגם הפריסה שלהם בחלל שונה לגמרי: כל אחד מהם משוגר לגובה נמוך יחסית של כמה מאות קילומטרים מעל פני הקרקע ומשרת רק אזור מצומצם שמשתנה בהתמדה עם תנועת הלוויין. כפיצוי על התנועה, הלוויינים "מקפיצים" ביניהם את התקשורת, בדומה לאנטנות של תקשורת סלולרית על פני הקרקע.
ה"הקפצות" האלו מהירות עד כדי כך שמבחינת המשתמש הסופי ההשהיה בין השידור והקליטה זעירה במיוחד. למעשה, היא אף קטנה יותר ממה שמאפשרים לווייני התקשורת המסורתיים, ואפילו מחיבור ישיר בסיב אופטי. לשירות תקשורת כזה צפויים להיות לקוחות פוטנציאליים רבים מאוד והוא ישרת פחות או יותר את כל תושבי כדור הארץ. כך שלמרות ההשקעה הראשונית הגדולה, עלות התקשורת למשתמש הבודד צפוייה להיות נמוכה למדי.
חברות מסחריות כבר זיהו את המגמות הללו והחלו לפתח את הרעיון במרץ. נכון לעכשיו המובילה במרוץ היא חברת SpaceX של היזם אילון מאסק, שכבר שיגרה במסגרת פרויקט סטארלינק (Starlink), כ-300 לוויינים למסלול בגובה של 550 קילומטר. השיגורים האלה הם חלק מתוך הפריסה הראשונית של כ-1,584 לוויינים, וכ-12 אלף לוויינים בסך הכל במערך הסופי. כך מקווים ליצור רשת תקשורת צפופה שתאפשר חיבור אינטרנט איכותי בפס רחב בכל נקודה בכדור הארץ, כולל לב האוקיינוס ואזורי הקטבים.
כיסוי שישרת את רוב תושבי כדור הארץ: המסלולים של 1,584 לווייני Starlink יחלקו את כדור הארץ לשטחי כיסוי קטנים לכל לוויין | תרשים: Lamid58, ויקיפדיה
זיהום בשחקים
כל זה טוב ויפה כמובן. הבעיה היא שהלוויינים הללו גם מחזירים את אור השמש ולכן עלולים להפריע לתצפיות אסטרונומיות של שמי הלילה. אם כמה חברות מתחרות יפתחו רשתות מתחרות עצמאיות של תקשורת לוויינית כזאת, כבר עלולה להיווצר בעיה של ממש.
ב"מצפה האירופי הדרומי", שמאגד כמה מדינות אירופיות השותפות במיזמים אסטרונומיים בחצי הכדור הדרומי, בעיקר בצ'ילה, חוששים מההשלכות של המצב החדש שייווצר על חקר הכוכבים והחלל. לשם כך ערכו בדיקה ראשונית על מנת לראות אם אכן יש סיבה לדאגה.
חוקרי ESO, אוליביה איינו (Hainaut) ואנדרו ויליאמס (Williams) השתמשו במודלים בסיסיים ובהנחות מפשטות כדי לנסות לפענח בקווים כלליים מה יהיו ההשלכות של מצב שבו ירחפו במסלול 18 קבוצות הלוויינים המתוכננות, הכוללות כ-26 אלף לוויינים. הם מצאו כי הלוויינים צפויים להשפיע על התצפיות מכדור הארץ רק בפרקי הזמן הקצרים שאחרי השקיעה או קצת לפני הזריחה, כי אז הטלסקופ עדיין נמצא בחושך, אך הלוויינים שמעליו כבר מוארים ומשקפים את אור השמש. לכן רק חלק קטן מהלוויינים יפריע לתצפיות בכל זמן נתון.
תמונה הרוסה ממצפה הכוכבים Lowell באריזונה, 25 במאי 2019. הפסים הם החזרי אור מלווייני Starlink | צילום: ויקטוריה ג'ירגיז, מצפה לוול
מעבר לכך, שדה הראייה של רוב הטלסקופים קטן למדי ושקול לצפייה מבעד לקשית צרה במיוחד, וזמן החשיפה בכל צילום אסטרונומי עומד על דקות ספורות. הסיכוי שלוויין יחלוף שם בדיוק במהלך הצילום הוא עדיין קטן למדי.
במצטבר מסתמן שמדובר בבעיה קטנה למדי עבור רוב הטלסקופים ורוב התצפיות: פחות מאחוז אחד מהתצפיות שייערכו עד כשעה אחרי השקיעה או כשעה לפני הזריחה ישתבשו עקב נוכחות הלוויינים. בתצפיות שבודקות מקטעי שמיים רחבים יותר, או שזמן החשיפה שלהן ארוך יותר, הפגיעה תתרחב מעט, אבל עדיין תסתכם רק בכשלושה אחוזים מהתצפיות.
עם זאת, יש כמה מיזמים אסטרונומיים גדולים וחשובים, שההשפעה עליהם צפויה להיות משמעותית הרבה יותר, כמו טלסקופ הסקר הסינופטי הגדול (LSST). מדובר בטלסקופים גדולים, שמכסים שדה רחב מאוד או משתמשים בזמני חשיפה ארוכים במיוחד, ולכן יושפעו מאוד מקבוצות הלוויינים המתוכננות. ויליאמס ואיינו צופים שבין 30 ל-40 אחוז מהתצפיות שיבצעו בהם סמוך לשעות הזריחה או השקיעה ייהרסו בגלל הלוויינים.
החוקרים מסכמים שיש צורך בתיאום רב בין קהילת האסטרונומים, חברות הלוויינים, ממשלות, האו"ם, וגופים רלוונטיים נוספים, כדי לצמצם ככל האפשר את הנזק שייגרם לתצפיות האסטרונומיות מכדור הארץ, כל זאת בלי לפגוע בהבטחה הגדולה של טכנולוגיית הלוויינים הזעירים.
מערך שאמור להגיע ל-12,000 לוויינים. סרטון על יוזמת Starlink של חברת SpaceX (באנגלית):
