Будущее астрономии: Симбиотические отношения между Землей и космосом

США - Информационное агентство Эхбари

Будущее астрономии: Симбиотические отношения между Землей и космосом

Недавняя редакционная статья в SpaceNews вызвала дискуссию о будущем астрономии, предлагая простую, но спорную идею: пора «перенести астрономию с Земли». Предлагаемая логика заключается в том, что если растущие созвездия спутников и растущая коммерческая космическая деятельность представляют угрозу для наземной астрономии, то, возможно, астрономам следует просто перенести свою работу на орбиту. Как нынешние, будущие и прошлые президенты Американского астрономического общества (AAS), мы считаем своим долгом дать взвешенный ответ на эту точку зрения.

Наши должности позволили нам быть в авангарде процессов принятия решений, которые формируют стремление человечества к пониманию Вселенной. Мы провели бесчисленные часы, участвуя в обсуждениях в ключевых учреждениях, таких как НАСА, Национальный научный фонд и Национальные академии. Мы искренне разделяем озабоченность, которая мотивировала недавний комментарий: необходимость защиты нашей способности наблюдать за космосом. Однако идея о том, что астрономию можно легко переместить за пределы планеты, коренным образом неверно понимает сложный характер современных астрономических исследований и уклоняется от критических вопросов о поведении корпораций в космосе.

Комментарий, представленный с точки зрения Национального космического общества, также, по-видимому, искажает текущие политические инициативы. Например, закон «Темные и тихие небеса» (Dark and Quiet Skies Act), который, как утверждается, потерпел неудачу, на самом деле был внесен только в конце предыдущей законодательной сессии и с тех пор был повторно внесен. Двухпартийная поддержка этого законодательства подчеркивает растущий консенсус относительно того, что сохранение ночного неба является общей ответственностью, в которой участвуют ученые, промышленность и политики. Эти законодательные усилия основаны на признании того, что доступ человечества к Вселенной является фундаментальным и требует ответственного управления космической средой.

Крайне важно признать, что концепция космических наблюдений не нова для астрономии. Ученые рассматривали и использовали космические платформы на протяжении десятилетий, задолго до нынешнего бума спутниковой индустрии. Однако существуют веские причины, по которым полномасштабная миграция на орбиту не произошла. Астрономы по своей природе являются оппортунистическими наблюдателями. Мы - «охотники за светом», используем каждый фотон, который посылает нам Вселенная, и разрабатываем изощренные методы для расшифровки их сообщений. Наши наблюдения охватывают весь земной шар, от нетронутых высокогорных объектов Чили и Гавайев до засушливых просторов пустыни Атакама и ледяного континента Антарктиды. Одновременно мы используем мощные космические телескопы, такие как «Хаббл», «Чандра» и «Джеймс Уэбб», а также их предшественников. Наша досягаемость распространяется на радиоволны, используя огромные антенные решетки и межконтинентальные интерферометры. Мы не отдаем предпочтение Земле или космосу из идеологических соображений; мы используем оба, потому что каждый предлагает уникальные возможности, которые другой не может воспроизвести.

Космические телескопы, несомненно, являются выдающимися инструментами. Космический телескоп «Хаббл» произвел революцию в нашем понимании эволюции галактик, а космический телескоп «Джеймс Уэбб» в настоящее время перестраивает наши знания о ранней Вселенной. Тем не менее, космические миссии являются дорогостоящими, имеют ограниченный срок службы, оснащены ограниченными инструментами и в значительной степени не подлежат обслуживанию после развертывания. Они обычно оптимизированы для конкретных научных вопросов и узких диапазонов длин волн. Напротив, наземные обсерватории динамичны и адаптивны. Их инструменты могут модернизироваться, зеркала перепокрываться, а новые возможности интегрироваться с течением времени. Новое поколение гигантских телескопов, как предлагаемых, так и строящихся, представляет собой возможности, которые просто невозможно воспроизвести в космосе в обозримом будущем. Примерами являются "Extremely Large Telescope", строящийся в Чили, а также "Giant Magellan Telescope" и "Thirty Meter Telescope", находящиеся в разработке, все они предназначены для сбора беспрецедентного количества света. Обсерватория "Vera C. Rubin", недавно завершенная, обладает уникальной способностью сканировать все видимое небо каждые несколько ночей, что является критически важной функцией для обнаружения переходных астрономических явлений и потенциально опасных околоземных объектов – возможностей, для которых в настоящее время не существует никаких орбитальных аналогов и которые не предвидятся в ближайшем будущем.

По своей сути, аргумент о переносе астрономии в космос не решает, а скорее уклоняется от основной проблемы. Проблемы, с которыми сталкивается наземная астрономия – оптические помехи от спутниковых трасс, радиочастотное загрязнение и растущая перегруженность земной орбиты – не являются природными явлениями. Они являются прямым результатом политических решений и инженерных выборов. Позволить коммерческим интересам диктовать условия доступа к небу путем отказа от наземных обсерваторий создало бы опасный прецедент.

Кроме того, растущая нестабильность на самой земной орбите представляет собой значительный контр-аргумент. Как широко признают отраслевые аналитики, низкая околоземная орбита (НОО) становится все более перегруженной. При десятках тысяч уже действующих спутников и предложениях еще на два миллиона, даже небольшая доля этих запусков значительно превзойдет примерно 5000 звезд, видимых невооруженным глазом в нетронутом темном небе. Помимо самих спутников, растущую угрозу представляет собой разрастание космического мусора. Более 30 000 отслеживаемых объектов размером более 10 сантиметров в настоящее время находятся под наблюдением, а также, по оценкам, существуют миллионы более мелких фрагментов – каждый из которых может критически повредить или уничтожить космический аппарат. Иронично, но сам аргумент в пользу перемещения астрономии в космос для уклонения от помех игнорирует эту растущую орбитальную опасность. Бесконтрольное образование мусора может сделать различные орбитальные режимы все более опасными для использования, влияя не только на научные миссии, но и на такие жизненно важные услуги, как метеорологическое наблюдение, GPS и глобальные коммуникации – услуги, необходимые современному обществу и его экономике.

Какова конечная выгода, если в нашем стремлении к космическим наблюдениям мы разорвем связь человечества с ночным небом? Ночное небо исторически было общим достоянием, и основы современной астрономии были построены на этом общем наследии. Недавний комментарий преуменьшает обеспокоенность по поводу человеческого восприятия ночного неба, подразумевая, что только количественные данные имеют ценность. Однако астрономия никогда не была исключительно сбором данных. Ночное небо служит самой доступной научной лабораторией человечества. Кроме того, оценка ночного неба далеко не "ностальгична", как предполагает комментарий. Прямой опыт космоса вдохновил бесчисленное количество людей на протяжении поколений на карьеру в области науки, технологий, инженерии и математики. Устранение этой универсальной точки доступа не только повлияет на профессиональную астрономию, но и подорвет самый фундамент, на котором строится будущие научные инновации.

Наземные объекты остаются незаменимыми для научных открытий, для обучения следующего поколения ученых, для тестирования передовых приборов и для быстрого реагирования на переходные астрономические события, такие как сверхновые, угрозы околоземных астероидов и аналоги гравитационных волн. Эти мероприятия часто зависят от распределенных сетей телескопов, работающих совместно, – синергии, которую нельзя воспроизвести горсткой космических миссий. Кроме того, сами космические миссии не независимы от Земли; каждый телескоп, запущенный на орбиту, в значительной степени зависит от наземной инфраструктуры и надежной исследовательской экосистемы, поддерживаемой наземной астрономической наукой.

Информационное агентство Эхбари