คำสัญญาและอันตรายของกลุ่มดาวดาวเทียมขนาดใหญ่

หากคุณได้ติดตามการพัฒนาของ SpaceX โครงการสตาร์ลิงค์ ในการสร้างอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ทั่วโลก คุณจะสังเกตเห็นว่าบริษัทไม่ได้ปล่อยดาวเทียมเพียงดวงเดียวเป็นประจำ แต่ยังปล่อยดาวเทียมทั้งชุดครั้งละ 60 ดวง

กลุ่มเหล่านี้ก่อตัวเป็นเครือข่ายบนท้องฟ้า เรียกว่ากลุ่มดาวดาวเทียม ซึ่งช่วยให้สามารถครอบคลุมได้เกือบทั่วโลกในลักษณะที่ดาวเทียมดวงเดียวไม่สามารถทำได้ และไม่ใช่แค่ SpaceX เท่านั้นที่ใช้วิธีการนี้ ยังมีกลุ่มดาวดาวเทียมที่บริษัทจาก Amazon ดำเนินการผ่านทางบริษัทในเครือ Kuiper Systems อีกด้วย เฟสบุ๊คผ่านโครงการเอเธน่า

แต่ไม่ใช่ทุกคนที่จะส่งดาวเทียมจำนวนมากขึ้นสู่ท้องฟ้ายามค่ำคืน นักดาราศาสตร์ได้บ่นว่ากลุ่มดาวดังกล่าวคุกคามความสามารถในการรวบรวมข้อมูลโดยใช้กล้องโทรทรรศน์และ อาจขัดขวางความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ได้.

เพื่อทำความเข้าใจข้อมูลเชิงลึกของปัญหาที่ซับซ้อนนี้ เราได้พูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญสองคน ได้แก่ Olivier Hainaut นักดาราศาสตร์และนักวิจัยชั้นนำเกี่ยวกับวิธีที่ดาวเทียม กลุ่มดาวส่งผลต่อการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ และแบรด คิง ซีอีโอของบริษัทที่สร้างระบบขับเคลื่อนสำหรับดาวเทียมที่กองทัพสหรัฐฯ ใช้ใน กลุ่มดาว

ข้อดี: กลุ่มดาวบริวารใดที่สามารถนำเสนอได้ แต่ดาวเทียมดวงเดียวไม่สามารถให้ได้

ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของแนวทางกลุ่มดาวก็คือ ช่วยให้เครือข่ายสามารถอัปเกรดได้อย่างง่ายดายเมื่อเวลาผ่านไป เมื่อระบบมีดาวเทียมขนาดใหญ่เพียงดวงเดียว ฮาร์ดแวร์นั้นอาจต้องใช้เวลาหลายปีในการสร้างและพัฒนา เมื่อเปิดตัวแล้ว การเพิ่มฟังก์ชันหรือปรับปรุงฮาร์ดแวร์เป็นเรื่องยากมาก

แต่ด้วยกลุ่มดาวดาวเทียม คุณสามารถค่อยๆ ปรับปรุงฮาร์ดแวร์ในขณะที่คุณเปิดตัวได้ หากบริษัทเริ่มใช้งานดาวเทียม และหลังจากนั้นสองสามปี ดาวเทียมจะมีความแม่นยำมากขึ้น ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ใหม่เข้ากับดาวเทียมชุดถัดไปและนำไปใช้งานได้อย่างง่ายดาย พวกเขา. ดาวเทียมที่มีอยู่ยังสามารถทำงานร่วมกันได้ และกองเรือสามารถค่อยๆ อัพเกรดได้

ดังนั้นกลุ่มดาวจึงได้รับการรีเฟรชอย่างต่อเนื่อง King ซีอีโอของ Orbion กล่าว ซึ่งเป็นระบบขับเคลื่อนขนาดเล็ก ปัจจุบันบริษัทเป็นผู้จัดหาระบบขับเคลื่อนสำหรับโครงการวิจัยขั้นสูงด้านกลาโหม เอเจนซี่ กลุ่มดาวดาวเทียมแบล็คแจ็ค.

“ถ้าคุณบิน 100 ดาวเทียม คุณจะไม่ได้บิน 100 ดวงแล้วรอ 10 ปีแล้วปล่อยอีก 100 ดวง” คิงกล่าว “คุณรีเฟรชกองเรืออย่างต่อเนื่องที่ประมาณ 20% ของกองเรือต่อปี”

นอกจากนี้ยังหมายความว่าสำหรับโครงการระยะยาว พวกเขาสามารถอยู่รอดได้ด้วยการลดงบประมาณโดยการลดจำนวนฝูงบินโดยรวม แทนที่จะทำลายโครงการทั้งหมด นี่เป็นสิ่งสำคัญในโครงการของรัฐบาล ซึ่งอาจดำเนินการเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษแล้วจึงถูกตัดงบประมาณ

สำหรับรัฐบาลและกองทัพ มีข้อได้เปรียบเฉพาะเพิ่มเติมของการใช้กลุ่มดาว “ประโยชน์หลักคือความยืดหยุ่น” คิงกล่าว “สิ่งที่คุณสามารถทำได้กับกลุ่มดาวที่คุณไม่สามารถทำได้กับ [ดาวเทียม] ดวงเดียวก็คือ คุณสามารถต้านทานการโจมตีได้ หากคุณมีดาวเทียมขนาดใหญ่และมีคุณค่ามากดวงหนึ่งบนวงโคจร และคุณมีฝ่ายตรงข้ามที่ต้องการปฏิเสธการใช้ดาวเทียมดวงนั้น ดาวเทียมโดยการสร้างความเสียหายหรือวิธีการอื่นๆ จริงๆ แล้วมันต้องใช้กระสุนนัดเดียวจริงๆ เพื่อที่จะรับความสามารถทั้งหมดนั้น ลง.

“หากคุณใช้ฟังก์ชันนั้นร่วมกันระหว่างดาวเทียม 100 ดวง ความลึกในการโจมตีของคุณจะต้องลึกกว่านี้มากจึงจะลดฟังก์ชันลงได้ ดังนั้นสิ่งที่มันทำคือการยับยั้งการโจมตี มันไม่ใช่เป้าหมายใหญ่อ้วนและชุ่มฉ่ำที่ล่อลวงศัตรูให้โจมตี”

และเมื่อมีกลุ่มดาวแล้ว ก็จะสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการสื่อสารทุกประเภท โปรแกรม Starlink ของ SpaceX มีเป้าหมายเพื่อให้บริการอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ทั่วโลก ซึ่งมีข้อได้เปรียบที่เป็นไปได้หลายประการ นอกจากศักยภาพในการให้บริการอินเทอร์เน็ตแก่พื้นที่ยากจนหรือชนบทที่มีบริการอินเทอร์เน็ตน้อยหรือไม่มีเลย ในขณะนี้ อาจมีคุณค่าอันล้ำค่าด้านความปลอดภัยด้วยความสามารถในการติดตามเครื่องบินและเรือทั่วโลก และการมีผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตหลายรายในภูมิภาคอาจทำให้ผู้คนสามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้อย่างอิสระมากขึ้น โดยไม่มีข้อจำกัดจากรัฐบาล

ข้อเสีย: เหตุใดกลุ่มดาวจึงมีนักดาราศาสตร์บางคนอยู่ในอ้อมแขน

เช่นเดียวกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี การเปิดตัวกลุ่มดาวดาวเทียมก็มีปัญหาเช่นกัน เมื่อปีที่แล้วมีการถกเถียงกันอย่างดุเดือดระหว่าง SpaceX และชุมชนดาราศาสตร์เกี่ยวกับการปล่อยดาวเทียม Starlink

เมื่อดาวเทียมถูกปล่อยก็สามารถออกไปได้ เส้นทางแห่งแสง ข้ามท้องฟ้าโดยเฉพาะในเวลาพลบค่ำ แม้ว่าบางคนจะพบว่าเส้นทางเหล่านี้สวยงาม แต่ก็อาจรบกวนการอ่านค่าทางดาราศาสตร์ได้เนื่องจากมีความสว่างมากกว่าดวงดาวหรือกาแล็กซีที่นักดาราศาสตร์พยายามสังเกตอยู่มาก นอกจากนี้ยังมีปัญหาว่าดาวเทียม Starlink ซึ่งอยู่ในวงโคจรต่ำเป็นพิเศษจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าและรบกวนการอ่านเมื่อพวกมันเข้าที่แล้วหรือไม่

สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล เผยแพร่ คำแถลง ในฤดูร้อนปี 2019 และก ติดตาม ในเดือนกุมภาพันธ์ของปีนี้ ซึ่งทั้งสอง "แสดงความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบด้านลบที่กลุ่มดาวขนาดใหญ่ที่วางแผนไว้ ดาวเทียมสื่อสารอาจมีการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์” โดยเฉพาะการตั้งชื่อ Starlink ซึ่งเป็นกลุ่มดาวบริวารอิริเดียม OneWeb และอื่นๆ

SpaceX แก้ไขปัญหาที่ Starlink เกิดขึ้นในดาราศาสตร์เชิงแสงได้อย่างรวดเร็ว โดยทำงานร่วมกับนักดาราศาสตร์เพื่อแก้ไข ค้นหาวิธีแก้ปัญหา. ในตอนแรก พวกเขาพยายามวาดภาพดาวเทียมด้วยสีเข้มขึ้น ซึ่งทำให้รูปลักษณ์ภายนอกลดลง แต่ยังไม่เพียงพอที่จะทำให้นักดาราศาสตร์พอใจ ดังนั้นพวกเขาจึงเปลี่ยนมาใช้ดีไซน์ใหม่ที่มีกระบังหน้าเพื่อทำหน้าที่เป็นม่านบังแดด

“นั่นฉลาดจริงๆ” Hainaut กล่าว “เพราะว่าหากดาวเทียมไม่ส่องสว่าง มันจะมืดสนิทมองไม่เห็น นั่นหมายความว่ากระบังหน้าสามารถซ่อนดาวเทียมส่วนใหญ่ได้ วิธีสร้างดาวเทียมหมายความว่าคุณสามารถมีกระบังหน้า โดยเมื่อมองจากพื้นดิน คุณจะมองเห็นด้านหลังของกระบังจึงมืด และด้านล่างของดาวเทียมทั้งหมดอยู่ในเงา นั่นหมายความว่าดาวเทียมจะจางลงหลายขนาด”

SpaceX ยังได้ปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดกับดาวเทียม เพื่อไม่ให้มองเห็นส่วนที่ส่องสว่างจากโลก เมื่อรวมกันแล้ว การแก้ไขเหล่านี้น่าจะแก้ปัญหาการใช้งานดาวเทียม Starlink ที่รบกวนดาราศาสตร์เชิงแสงภาคพื้นดินไม่มากก็น้อย

นอกจากนี้ยังมีปัญหาบางประการเกี่ยวกับดาวเทียมที่รบกวนดาราศาสตร์วิทยุ อาจมีปัญหาที่เรียกว่าความถี่ตกซึ่งดาวเทียมปล่อยคลื่นวิทยุจำนวนเล็กน้อยที่ความถี่ที่เกินความถี่หลักในการทำงาน ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหากับนักดาราศาสตร์วิทยุได้ โดยทั่วไปแล้วกล้องโทรทรรศน์วิทยุจะต้องเจอกับเสียงรบกวนรอบข้างจำนวนมาก และกลุ่มดาวดาวเทียมก็อาจมีส่วนทำให้เกิดปัญหานี้

SpaceX กำลังทำงานร่วมกับชุมชนดาราศาสตร์ในประเด็นนี้เช่นกัน และดูเหมือนว่านักดาราศาสตร์จะ มองโลกในแง่ดีในวงกว้าง ที่สามารถหาทางแก้ไขได้

ปัญหาสุดท้ายของการปล่อยดาวเทียมจำนวนมากไม่ใช่ปัญหาที่จะมีการแก้ไขทางเทคโนโลยีได้ง่าย ปัญหาของ การอัดแน่นของวงโคจร กำลังกลายเป็นจุดสนใจมากขึ้นในชุมชนอวกาศ โดยมีข้อกังวลเกี่ยวกับปริมาณของ ขยะในวงโคจรรอบโลกของเรา. เศษอวกาศอาจเป็นอันตรายอย่างยิ่ง โดยคุกคามทุกสิ่งตั้งแต่สถานีอวกาศนานาชาติไปจนถึงความสามารถของเรา เปิดตัวดาวเทียม ในราคาที่เอื้อมถึงได้ในอนาคต

แนวทางหลักในการแก้ไขปัญหานี้คือเพื่อให้บริษัทต่างๆ ต้องแน่ใจว่าพวกเขาสามารถถอดวงโคจรดาวเทียมของตนอย่างมีความรับผิดชอบเมื่อไม่จำเป็นต้องใช้อีกต่อไป เมื่อดาวเทียม Starlink หมดอายุการใช้งาน หรือหากดาวเทียมชำรุด ค่อนข้างง่ายที่จะกำจัดทิ้งเนื่องจากกลุ่มดาวนั้นอยู่ในวงโคจรต่ำ ดาวเทียมจะต้องเคลื่อนตัวเข้าสู่วงโคจรระดับล่าง จากนั้นพวกมันก็จะตกลงสู่ชั้นบรรยากาศและเผาไหม้

กลุ่มดาวอื่นๆ อาจอยู่ในวงโคจรที่สูงกว่า ในกรณีเหล่านี้ การส่งพวกมันขึ้นไปบนวงโคจรที่เรียกว่าสุสานง่ายกว่าการนำพวกมันลงสู่ชั้นบรรยากาศ แต่หากดาวเทียมล้มเหลวในวงโคจรที่สูงกว่า ดาวเทียมอาจอยู่ที่นั่นเป็นเวลานานมาก ดังนั้นดาวเทียมบางดวงจึงได้รับการติดตั้งคุณสมบัติเช่นตะขอซึ่งทำให้ง่ายขึ้น ดาวเทียมอีกดวงหนึ่งที่จะจับเข้าไป และกำจัดทิ้งไป

สิ่งที่น่าเกลียด: อนาคตของกลุ่มดาวจะเป็นอย่างไร?

Hainaut เน้นย้ำว่า SpaceX ได้ใช้ความพยายามเกินกว่าที่พวกเขาจะต้องปฏิบัติตามเพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว ปัญหาที่ Starlink ก่อให้เกิดต่อชุมชนดาราศาสตร์ และเขามั่นใจว่าปัญหาเหล่านี้เกิดขึ้นได้ แก้ไขแล้ว ปัญหาคือ เมื่อกลุ่มดาวเริ่มได้รับความนิยมมากขึ้นและมีบริษัทเปิดตัวมากขึ้นในอนาคต นักแสดงหน้าใหม่เหล่านี้จะคำนึงถึงท้องฟ้ายามค่ำคืนหรือไม่?

“[SpaceX] พยายามหลีกทางให้กับพวกเขาจริงๆ เกินกว่าที่พวกเขามีหน้าที่ตามกฎหมายต้องทำเพื่อแก้ไขปัญหา” Hainuat กล่าว “นักดาราศาสตร์มีความสัมพันธ์ในการทำงานที่ดีมากกับ Starlink แต่ก็ไม่ชัดเจนว่าเราจะมีความสัมพันธ์แบบเดียวกันกับ [บริษัท อื่น ๆ ] เพราะมันเป็นเพียงความปรารถนาดี”

บริษัทอื่นสามารถไว้วางใจให้ปฏิบัติตามผู้นำของ SpaceX ได้หรือไม่? มีสนธิสัญญาและข้อตกลงเกี่ยวกับการใช้พื้นที่ รวมถึงประเด็นต่างๆ เช่น การกำจัดดาวเทียมเมื่อดาวเทียมหมดอายุการใช้งาน อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญหลายคนแย้งว่าสนธิสัญญาเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการเสริมสร้างความเข้มแข็ง และจำเป็นต้องส่งผลที่ตามมาสำหรับบริษัทที่ไม่ปฏิบัติตามสนธิสัญญาเหล่านี้

“ปัญหาคือ ไม่มีหน่วยงานกำกับดูแลที่สามารถใช้บทลงโทษได้อย่างสม่ำเสมอ” คิงกล่าว “มีแนวปฏิบัติและสนธิสัญญาที่เข้มแข็ง แต่การบังคับใช้สนธิสัญญาเหล่านั้นเป็นปัญหา”

กลุ่มดาวดาวเทียมเช่น Starlink สามารถทำให้เกิดก้าวใหม่ที่ยอดเยี่ยมในโทรคมนาคม แต่เราจำเป็นต้องค้นหา วิธีที่จะปรับสมดุลความสามารถนี้กับความจำเป็นในการศึกษาท้องฟ้ายามค่ำคืนและทำความเข้าใจจักรวาลที่อยู่นอกโลกของเรา

“อวกาศเป็นสาธารณะที่เราทุกคนมีร่วมกัน” คิงกล่าว “สังคมต้องมีอะไรให้ทำมากมาย เมื่อกลุ่มดาวเริ่มแพร่ขยายมากขึ้น … ทุกคนและไม่มีใครเป็นเจ้าของพื้นที่ และเราทุกคนก็อยากจะแบ่งปันมัน”

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• SpaceX สามารถเปลี่ยน Starlink ให้เป็นเครือข่าย GPS ที่มีความแม่นยำสูงได้อย่างไร
• วิธีดูยานอวกาศ SpaceX Dragon ออกจาก ISS วันนี้
• SpaceX ได้รับเลือกให้ขนส่งสินค้าไปยังสถานีอวกาศ Lunar Gateway ของ NASA
• SpaceX เปิดตัว Starlink ครั้งที่หกในวันพรุ่งนี้: นี่คือวิธีดู
• SpaceX จะใช้สแตนเลสประเภทอื่นสำหรับจรวด Starship