حذر علماء الفلك من أن “حلقة زحل” الاصطناعية من الأقمار الصناعية يمكن أن تملأ السماء قريبا

يمكن أن تدور “حلقة زحل” الساطعة من الأقمار الصناعية حول سماء الليل إذا تم تنفيذ خطط إطلاق مليون مركبة فضائية لمراكز البيانات وعشرات الآلاف من المرايا الفضائية. هذه الحلقة، التي تعبر السماء لساعات بعد الغسق وقبل الفجر، سوف تتفوق على كل نجم وكوكب، ويمكن رؤيتها من كل بقعة على وجه الأرض.

وقال هيو لويس، أستاذ الملاحة الفضائية في جامعة برمنغهام بالمملكة المتحدة، لموقع Space.com إن الطريقة الوحيدة لاستيعاب الفضاء عدد كبير من كوكبات مراكز البيانات الذي تم اقتراحه هو تكديسها فوق أخرى في مدار فوق الحدود بين النهار والليل، مما يخلق “حلقة زحل” اصطناعية من الأقمار الصناعية حول الكوكب. ستظهر تلك الحلقة في السماء على شكل شريط مضيء أكثر سطوعًا من أي نجم أو كوكب وحتى القمر البدر.

وقال لويس: “إذا نظرت إلى الأعلى ليلاً، فستجدهم جميعًا في مستوى واحد، قريبين جدًا من بعضهم البعض، ويسيرون في نفس الاتجاه”. “التأثير على سماء الليل سيكون كارثيا تماما.”

في المرة القادمة التي تكون فيها بعيدًا عن التلوث الضوئي في المناطق الحضرية، اقض بعض الوقت في الخارج بعد حلول الظلام واستمتع منظر درب التبانة والأبراج التي أثارت الرهبة منذ أن استيقظ الإنسان على وعيه. هي احتمالات تلك الآراء ليس هنا لتبقى إلى الأبد.

كانت مثل هذه الفكرة تبدو وكأنها خيال علمي قبل بضع سنوات فقط، ولكن منذ ذلك الحين جنون مركز البيانات المداري لقد بدأ هذا الاحتمال الذي كان خياليًا في العام الماضي، وأصبح احتمالًا واضحًا.

تقدمت مجموعة من الشركات بما في ذلك SpaceX وStarcloud وCowboy Space وOrbital وBlue Origin بطلب إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية (FCC) للحصول على تراخيص الإطلاق. أكثر من مليون قمر صناعي لمراكز البيانات مجتمعة. وقد قفزت الصين بالفعل على هذه العربة أيضًا تخطط لتطوير شبكة مركز البيانات المدارية خلال السنوات الخمس المقبلة.

علاوة على هذه المشاريع، تريد شركة Reflect Orbital ومقرها كاليفورنيا إطلاق 50 ألف مرآة مدارية إلى الفضاء لتعكس ضوء الشمس إلى محطات الطاقة الشمسية على الأرض بعد الغسق. حصلت شركة Reflect Orbital على ترخيصها من لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) يوم الجمعة الموافق 10 يوليو، لإطلاق أول هذه المرايا – وهو قمر صناعي توضيحي مقاس 60 × 60 قدمًا (18 × 18 مترًا) يحمل اسم إيرينديل-1، والذي من المتوقع أن يتم إطلاقه بنهاية العام الجاري.

وأوضح لويس أن كل مراكز البيانات والمرايا هذه يجب أن تدور في مدارها أرض في نفس المستوى المداري للوصول إلى أشعة الشمس المستمرة. يتبع هذا المستوى المداري الخط الفاصل – الحد الفاصل بين النهار والليل – ويأخذ الأقمار الصناعية فوق القطبين الشمالي والجنوبي للكوكب.

وقال لويس: “تميل مراكز البيانات المدارية وReflect Orbital إلى الاعتماد على ما يسميه هؤلاء المشغلون 24 ساعة من ضوء الشمس في الفضاء”. “ولتحقيق ذلك، عليك أن تكون في مدار معين، والذي يتبع خط الفجر والغسق. إنه ليس مثل كوكبة ستارلينك الضخمة، والتي يتم توزيعها حول الأرض.”

سامانثا لولر، عالمة الفلك بجامعة ريجينا في مقاطعة ساسكاتشوان الكندية، تتفق مع لويس. استخدمت لولر وزملاؤها النمذجة الحاسوبية لتصور تأثير العديد من أساطيل مراكز البيانات المقترحة، بما في ذلك Starmind من SpaceX، وProject Sunrise من Blue Origin، ومركبة SpaceX. كوكبة التدافع التي اقترحتها شركة Cowboy Space.

في تلك التصورات، لا تتفوق الأقمار الصناعية المرئية من سطح الكوكب على النجوم المرئية فحسب، بل تتفوق عليها أيضًا في العدد. وأوضح لولر أنه عندما تدور الأرض تحت المدار المنهي، فإن حلقة زحل من الأقمار الصناعية ستتحرك عبر السماء مرتين في اليوم – في ساعات المساء المبكرة بين الساعة 6 و 8 مساءً وقبل الفجر مباشرة.

وقال لولر: “(الحلقة) كانت تمر فوق الرأس في نفس الوقت كل ليلة”. “وهذا يعني أن تأثيره سيكون أسوأ خلال فصل الشتاء منه في فصل الصيف.”

يحذر لولر من أن الرسوم المرئية تعتمد على البيانات المتاحة للعامة وقد لا تعكس المواصفات الفنية الدقيقة للأقمار الصناعية المعنية. كما لم تتم مراجعة العمل بعد من قبل النظراء.

ومع ذلك، أضاف لولر أن الضوء المتناثر من تلك الحلقة سيستمر في سطوع السماء لمدة تصل إلى ساعتين بعد أن يغوص تحت الأفق، تمامًا كما تستمر الشمس في إضاءة السماء بعد غروبها.

وقال لولر: “سيجعل ذلك وقت التلسكوب الذي يموله دافعو الضرائب أقل فعالية بكثير”. “يمكننا أن نقوم بأبحاث علمية أقل بكثير بنفس التكلفة، والعديد من الحالات العلمية، بما في ذلك البحث عن الكويكبات الخطيرة القريبة من الأرض، سوف تتعرض للخطر بشكل خطير.”

لن يكون هناك مفر من منظر الحلبة في أي مكان في العالم.

وتبين النمذجة أن بعض هذه الكوكبات – مشروع بلو أوريجين شروق الشمس على وجه الخصوص – سوف تطير أقمارها الصناعية في ميل مداري إضافي من شأنه أن يخلق شكل X أعلى “حلقة زحل” الرئيسية.

وقال لولر: “إذا كنت قريبًا من خط الاستواء، فسيكون لديك تقريبًا هذا الشكل X من الأقمار الصناعية الزاحفة التي تظهر في السماء في الصباح الباكر وبعد غروب الشمس”. إلى الشمال، سترى هذا كنطاقين منفصلين. فتخرج فرقة في الصباح، وتخرج فرقة أخرى عند غروب الشمس”.

يعتمد السطوع الفعلي لـ “حلقة زحل” هذه على العدد الدقيق للأقمار الصناعية الموجودة فيها. لكن الباحثين يحذرون من أنه نظرًا لأن كل مرآة فضائية عاكسة يجب أن تكون على الأقل بنفس سطوع كوكب الزهرة – ألمع جسم في السماء بعد اكتمال القمر – فإن لمعان هذا النطاق سيكون شديدًا.

وخلصت دراسة سابقة أجراها المرصد الأوروبي الجنوبي إلى أن كوكبة من 50.000 مرآة مدارية عاكسة ستزيد من سطوع سماء الليل بنسبة تصل إلى 300 بالمائة، مما يجعل أغلى التلسكوبات في العالم عديمة الفائدة بشكل فعال.

قال جون بارنتين، عالم الفلك والمدافع عن السماء المظلمة، لموقع Space.com: “لقد غيرت البشرية بالفعل الكون بشكل جذري إلى النقطة التي أصبحت فيها الأرض الآن كوكبًا اصطناعيًا محاطًا بحلقات مختنق بالأقمار الصناعية والحطام الفضائي”. “لكن مشاريع مثل Reflect Orbital ستحول تلك الحلقات غير المرئية في الغالب إلى مسارات عاكسة مشرقة. نحن لم نعد نتحدث عن حقل متناثر من النقاط الساطعة والمتحركة بعد الآن.

“بدلاً من ذلك، هذا هو تأثير “حلقة زحل” الاصطناعية الدائمة الذي يمر عبر نوافذ مراقبة الشفق الأكثر أهمية لعلم الفلك العالمي.”

على الورق، يبدو أن العديد من هذه المشاريع منطقية. تشغل مراكز البيانات على الأرض أرضًا ثمينة. فهي تتطلب كميات هائلة من المياه للتبريد، وإجهاد شبكات الكهرباء، وتوليد انبعاثات غازات الدفيئة. وفي الفضاء، سيكون التبريد والحصول على الطاقة الكهربائية مجانيًا.

تريد شركة Reflect Orbital إيصال ضوء الشمس إلى الأرض بعد حلول الظلام لزيادة إنتاجية محطات الطاقة الشمسية والمزارع الزراعية، وتوفير إضاءة مجانية ومستدامة لمواقع البناء وإضاءة مناطق الكوارث بحثًا عن الأشخاص المفقودين. وتؤكد الشركة أنها تعمل على تقليل الاضطراب في علم الفلك وتنوي التعاون مع المجتمع العلمي.

وقال المتحدث باسم الشركة في رسالة بالبريد الإلكتروني: “كل مرحلة من مراحل التطوير لدينا تسترشد بالبيانات – الاختبار والقياس والاستماع والتكيف”. “نحن نقوم بنشاط بإجراء أبحاث مستقلة من طرف ثالث حول تأثيرات التكنولوجيا الخاصة بنا.”

ومع ذلك، فإن علماء الفلك الذين تحدثوا إلى موقع Space.com، يزعمون بالإجماع أن الكوكبة المدارية العاكسة وعلم الفلك لا يمكن أن يتعايشا. وقال لولر: “إذا كان لدينا مرايا في المدار، فإن علم الفلك قد انتهى”.

الجمعية الفلكية الأمريكية (AAS)، أصدر بيانا انتقاد قرار لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) بمنح Reflect Orbital ترخيصًا للطيران عبر قمرها الصناعي التجريبي.

وكتبت AAS: “إن القمر الصناعي المقترح لشركة Reflect Orbital، والذي سيعكس ضوء الشمس إلى الأرض ليلاً، يحمل احتمالية إلحاق ضرر كبير بأعضائنا والمجتمع الأوسع لأولئك الذين يعتمدون على سماء الليل المظلمة”. “يمكن أن يشمل هذا الضرر تلف معدات التلسكوب البحثي الحساسة، واحتمال إصابة الطيارين والسائقين بالعمى، و- كما ذكرت شركة Reflect Orbital في ملفاتها الخاصة بلجنة الاتصالات الفيدرالية – ضرر دائم محتمل للعين لأي شخص ينظر من خلال تلسكوب متوسط ​​الحجم.”

في الماضي، أشاد علماء الفلك بشركة SpaceX لمحاولاتها تعتيم أقمار Starlink الصناعية باستخدام الطلاء الداكن أقنعة خاصة لتقليل الانعكاس. لكن لولر قال إن العديد من هذه المحاولات تم التراجع عنها بسبب الزيادة التدريجية لحجم الأقمار الصناعية التي قامت بها SpaceX. في حين أن كتلة الجيل الأول من Starlinks كانت حوالي 570 رطلاً (260 كجم)، فإن الجيل الأخير يزن أكثر من 4400 رطل (2000 كجم) لكل منهما.

وقال لولر: “لقد قاموا بالكثير من العمل لجعل الأقمار الصناعية أكثر قتامة، ولكنهم بعد ذلك جعلوها أكبر حجما ووضعوها في مدارات أقل، مما جعلها أكثر سطوعا بكثير”. “يمكنك رؤية أقمار ستارلينك الصناعية في كل مكان حتى بالعين المجردة. إنها مرئية للغاية وهي في كل أنحاء السماء.”

ذكرت لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) في ترخيصها لمهمة “الأمر والتبرير لمهمة Reflect Orbital” أن “التأثيرات على علم الفلك البصري تقع خارج نطاق مراجعة (لجنة الاتصالات الفيدرالية) وترخيصها”.

وكتبت لجنة الاتصالات الفيدرالية: “قواعد اللجنة لا تتناول حماية علم الفلك البصري، وبالتالي نرفض تفسير مخاوف المعلقين فيما يتعلق بتفويض اللجنة”.

ومع ذلك، يشير علماء الفلك إلى أنه لا توجد هيئة تنظيمية أخرى في الولايات المتحدة وخارجها لها رأي في منح تراخيص الأقمار الصناعية للشركات الأمريكية ومراجعة الطلبات فيما يتعلق بالتأثيرات على السماء ليلاً والبيئة الأوسع.

وقال لولر: “إن لجنة الاتصالات الفيدرالية هي الوكالة الوحيدة التي تنظم إطلاق الأقمار الصناعية الأمريكية”. “ولكن إذا قالت لجنة الاتصالات الفيدرالية أن هذه ليست مشكلتهم، إذن مشكلة من هي؟”

ودعت AAS في بيانها لجنة الاتصالات الفيدرالية إلى “النظر في جميع تأثيرات حالة استخدام القمر الصناعي”.

وكتبت AAS: “في غياب وكالة ترخيص أخرى يمكنها أن تأخذ هذه الاعتبارات في الاعتبار، نعتقد أنه من الأهمية بمكان أن تأخذ لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) في الاعتبار جميع تأثيرات حالة استخدام القمر الصناعي”.

وأضاف روبرت ماسي، المدير التنفيذي للجمعية الملكية للملاحة الفضائية في المملكة المتحدة: “يشكل هذا سابقة سيئة ويفتح المجال للنشر الكامل للكوكبة التي يمكن أن تصل إلى 50 ألف قمر صناعي في غضون سنوات قليلة. إنه لأمر مخيب للآمال حقًا أن لجنة الاتصالات الفيدرالية سمحت بذلك.”