Starlink změní náhled na oblohu, i kdyby sám byl neviditelný

TLDR: Pře astronomů a SpaceX o budoucnost oblohy nabírá reálné obrysy. Ačkoliv v budoucnu lze očekávat „ztmavení“ satelitů Starlink, náš výhled na oblohu se tak či onak změní. Studie Harvardu tuna, další zdroje v článku.

Kosmický věk je tu

Možná i vy jste v časáku ABC v 90. letech četli vize o tom, jak budou reklamy budoucnosti poletovat po nízké oběžné dráze. Namísto pohledu na souhvězdí Kozoroha tak budete koukat na nápis Coca-Cola, a klasickou Polárku překryje nápis Magnum! Působilo to tehdy podobně bizarně jako nerealisticky. Nafukovací konstrukce sice známe už z počátku kosmonautiky, ale kdo by vlastně k něčemu podobnému svolil? A vyplatilo by se to? 

Podobných doslovných reklam jsme se nedočkali, a možná ani nikdy nedočkáme. Už rok ale na obloze poletuje cosi, co se oné vizi přesto notně blíží. První dávka 60 satelitů Starlink odstartovala v květnu 2019. Nyní, skoro o rok později, se na oběžné dráze pohybuje již 417 funkčních a 5 nefunkčních družic Starlink. Cílem je přitom na konci roku 2021 nebo z kraje roku 2022 dosáhnout na vypuštění necelých 1600 družic

To by zajistilo prvotní pokrytí a mohlo by znamenat počátek úvodního komerčního provozu. Co se mohlo ještě v dubnu 2019 zdát být nereálným cílem, dnes působí zcela věrohodně. A pokud bude o služby Starlink takový zájem, jak si Elon Musk maluje, potenciální další tisíce či desetitisíce satelitů můžou jistě dorazit někdy ve zbytku této dekády…

Chtěli jste novou éru kosmonautiky? Tak tahle to vypadá! Starlinky (a další případná konkurence, ke které se ještě dostaneme) přinášejí revoluci do využití oběžné dráhy a můžou rovněž přinést revoluci do pokrytí světa internetem. Jasně, komerční družice jsme tu měli dávno. Ale nebyly jich tisíce v jedné službě! A jasně, měli jsme tu i signály stříkající z kosmu. Ale ty neslibovaly otevřít internet v rozumné rychlosti zbylým skoro 3,5 miliardám lidé, které zatím nemají přístup k internetu. 

Pokud se obojí naplní, což momentálně působí stále pravděpodobněji, přinese to zcela jistě řadu dílčích změn v kosmonautice, společnosti… i astronomii. Nejvíce se přitom v poslední době debatuje právě ten poslední element

Komplikace pro astronomy

Na jedné straně jsou astronomové, kteří si mnohdy zejména ve snímcích o dlouhé expozici Starlinků již všimli. „Satelity Starlink překáží profesionálním astronomům v jejich práci, a to jak ve vizuálni, tak i v neviditelné části spektra,“ píše mi Miloš Tichý z observatoře Kleť, „Když Vám během expozice přeletí přes snímek družice, její světelná stopa jej vlastně úplně zničí, neboť jas družic systému Starlink je tak vysoký, že prakticky znemožní zpracování slabých objektů na dotčeném snímku.“

Je pravda, že satelity jsou viditelné typicky jen pozorovatelem na tmavé části Země v době po západu/před východem Slunce. Tedy když satelit pohybující se nad horizontem osvětluje ještě Slunce. Takže by se zdálo, že situace je vyřešena – astronomové prostě budou muset začít pozorovat později v noci! Jenže ona délka noci se také mění. A řada pozorování potřebuje dlouhou expozici snímku, protože jen tak se zaznamená dost fotonů vzdáleného tmavého tělesa. Takže podobná redukce doby pozorování by mohla znamenat, že například během léta (noci jsou kratší) budou mít astronomové objektivně méně věcí na práci.

„Stopy těchto družic značně narušují jak systémy automatické identifikace hvězdných polí, tak i systémy automatických detekcí pro Zemi potenciálně nebezpečných asteroidů,“ pokračuje Tichý, „Nebude stačit jednoduše upravit speciální software, neboť byť používáme druhý největší teleskop v ČR a velkou profesionální elektronickou CCD kameru, slaboučké stopy velmi malých či velmi rychlých asteroidů jsou na hranici detekce dle fyzikálních parametrů systému. To se obdobně týká všech profesionálních observatoří.“

Úsvit megakonstelace Starlink od SpaceX | www.kosmonautix.cz
Původní vize Starslink konstelace, zdroj: SpaceX

Vyhrocená debata

SpaceX si je této kritika vědoma. Než se dostaneme k tomu, co jistě chce říct opozice, tedy popíšeme snahy o ztmavení Starlinků, přejdeme ještě jeden argument – totiž ten, že pozorování vesmíru ze Země je stejně passé jako klobouky. Inu, je samozřejmě pravda, že kosmické teleskopy jsou cestou kupředu! Ale astronomie realizovaná ze Země je stále extrémně důležitá – a to včetně té amatérské. Stačí si připomenout, že třeba jenom v posledním roce to byl právě astronom, kdo objevil druhou známou mezihvězdnou kometu! 

Amatéři dovolují outsourcovat pozorování mimo zaběhnuté kruhy, a jsou také cestou, z níž se rodí profesionální astronomové a vědci. Pozemní teleskopy jsou navíc stále mnohem větší a složitější než jejich kosmické protipóly. Představa, že tedy v horizontu dekády astronomie pokrčí nad problémy rameny světelného smogu rameny a uvolní místo budoucím kosmickým teleskopům, mnoho prospěšná není.

Nakonec, knížecí rady kosmického dopravce o tom, že problém se satelity by mohlo vyřešit více satelitů, připomínají vtipy z éry prvního iPadu o tom, že drahá tablet umí multitasking, jenom si kvůli němu musíte koupit tablet druhý…

Ničemu nepomáhá ani poněkud vyhrocené vedení celé debaty, které shrnuje meme níže. Elon Musk má řadu příznivců, a nebudu popírat, jeho snahy o komercializaci letů do kosmu fandím i já. A to ačkoliv u mě samotné Muskovy tweety mimo kosmické snahy v poslední době častěji vedou k očim vsloup. Astronomové pak každopádně nutně pro mnohé vypadají jako škarohlídi, kteří svou kritikou chtějí kazit vize SpaceX. Ale podobná argumentace by byla cestou do pekel.

Mimo praktický dopad na pozorování jsou momentálně dokončovány mnohé nové observatoře, kterým v případě komplikací hrozí výrazně ztížení podmínek. Svoboda jednoho končí tam, kde začíná svoboda druhého – a je naprosto legitimní zvažovat veřejně nejen přínosy, ale negativa Starlinku.

Úroveň debaty, ilustrační foto… Zdroj: femalelandlords/Vlastní

Budou tam

Na straně druhé jsou tu pak příznivci SpaceX a/nebo kosmonautiky, kteří reagují snahou Muskovy společnosti redukovat viditelnost družic. Jak sepsali kolegové na Kosmonautix a ElonX, snahy o ztmavení Starlinků rozhodně existují. Především Darksat vypuštěný letos v lednu demonstroval snížení viditelnosti o polovinu.

Nyní v květnu se plánuje další start, jehož součástí bude i další pokusný satelit VisorSat. Ten bude disponovat sluneční clonou, která bude limitovat problémy pro radioastronomy – a sníží dále rozptyl světla na anténách. Spolu s tím SpaceX připravuje i softwarovou změnu, která by měla změnit způsob, jakým Starlinky světlo odrážejí vůči planetě při své cestě na orbitu ve výši 550 km. Cílem je učinit každý vláček neviditelný pro běžné oko během týdne od startu. Technické detaily sumíruje článek na webu obou kolegů výš. 

Jenže ani to nemusí pro některá pozorování stačit. V dohledné době – by vočko snad do roku – by tedy další Starlinky již měly být tmavší. Nynější satelity navíc shoří do čtyř let, takže i současné Starlinky bez tmavého nátěru a clony (případně jiných budoucích změn) již nebudou dělat paseku. To vše jsou rozhodně příjemné kroky SpaceX vstříc astronomům. Podle březnové studie Jonathana McDowella z Harvardu to sice bude stačit některým pozorováním, ale nejspíše ne všem. I tmavý satelit je navíc clonou pro pozorování vzdálenější těles. 

Zdroj: SpaceX, Kosmonautix.cz/Karel Zvoník

Navíc, u současné podoby konstelace skoro zcela jistě nezůstane. Nynější plány počítají s provozem 4408 satelitů na orbitě kolem 550 km (tady obíhají dnešní družice) a 7518 satelitů na nižší dráze 320 km. Výhledově se objevily i informace o tom, že jednou by k této sumě mohlo přibýt dalších 30 tisíc družic, ale to teď nechme stranou. Starlink navíc není jediná konstelace, která může vznikat. Donedávna byla ve vývoji i konstelace OneWeb, která sice v březnu 2020 zkrachovala, ale není vyloučené, že se Starlinku pokusí konkurovat jiná velká společnost. 

Při pohledu na podobné sumy je znát, že pro podstatný segment astronomie budou tisíce, potenciálně desetitisíce satelitů nad našimi hlavami rozhodně problematické i v budoucnu. I pokud by jas zaclonovaných Starlinků dále klesl, údržba konstelace (Starlinky budou periodicky deorbitovány a nahrazovány) bude vyžadovat pravidelné starty.

Při životnosti cca. 4 let a nosnosti 60 družic (ač časem Super Heavy unese více) by udržování 12 tisíc satelitů v chodu znamenalo jeden start Starlinků co týden. To je nejméně jeden jasný vláček (byť týden co týden jiný) na obloze po celý rok!

Zdroj: SpaceX, Kosmonautix.cz/Karel Zvoník

Vítězové a poražení?

Ani tmavší satelity navíc negarantují, že družice ve velkém počtu nebudou vidět po setmění/před rozbřeskem. Jak zmínil McDowell ve své studii, pro lidi ve městech můžou budoucí podoba Starlinků nebude viditelná – ale to kvůli již nynější existenci světelného smogu měst pramalou útěchou. Starlinky nemusejí tedy změnit naši oblohu na informační dálnici jako v oněch starých vizích ABCčka. 12 tisíc, potažmo časem násobek této sumy, však skoro zcela jistě bude v nějakém množství znát. A výsledek nutně bude měnit astronomii.

Ani sebelepší snahy o zatmavení operativních satelitů totiž nezmění nutnost údržby podoby sítě, stejně jako nezmění přítomnost pohyblivé clony pro pozorování vzdálenější objektů. Některá pozorování přitom by přitom potřebovaly, aby Starlinky nebyly o 50 % tmavší, čehož dosáhl Darksat, ale až dvacetinásobně víc.

Se snahou obejít konstelaci či přesunem observatoří do kosmu v příštích dekádách to sice snad nebude apokalypsa pro astronomii jako takovou, ale není překvapivé, že mnozí vědci sledují příchod nového věku přinejmenším s obavami. Vzhledem k tomu, že ohrožený je například i segment hledání planetek protínajících pozemskou orbitu, bylo by trochu nefér v astronomech vidět dinosaury – už jen protože právě dinosaury podobná planetka „vyhubila“.

Zároveň nelze popřít, že pokrok ve využívání pozemské orbity jsme si vlastně všichni přáli! A ačkoliv bude těch 3,5 miliardy lidí na internetu určitě hledat hovadiny, principielně je jistě žádoucí, aby měli stejný přístup k informacím jako my ostatní. „Na Observatoři Kleť rozhodně jsme pro pokrok, i se na něm léta podílíme, ale pokrok nesmí být na úkor něčeho jiného,“ shrnuje Tichý závěrem.

Složený obrázek devatenácti družic projektu Starlink po vypuštění v listopadu 2019 pořízený v Inter-American Observatory v Chile. Foto: Mezinárodní astronomická unie
Zdroj: IAU

Nová doba

Na konci tak není žádný vítěz ani žádný poražený. Starlinky při nejlepší snaze zřejmě pozmění a zkomplikují astronomii. Můžou mít i řadu dalších problémů, včetně obrovského navýšení rizika pramenícího z kosmického odpadu (nízká oběžná dráha by naštěstí tohle dílem řešila). Můžou ale zároveň přinést objektivní klady pro spoustu lidí, těmi postrádajícími přístup na Wikipedii i PornHub počínaje, zisky pro pilotované lety k Marsu konče. Muskův projekt tak zůstane pro jednoho právem zlo, a pro jiného právem dobro. Je pak už na každém, aby si zvolil, co mu vyhovuje víc.

Astronomická pozorování kdysi dávno stála na počátku rozvoje kritického myšlení – jak se ukázalo, že některé jevy ukrývají periodicitu, vznikaly kolem nich mýty, ale také první hypotézy! Pokrok, který tím započal, však nakonec dostihl i astronomii samotnou.

Můžeme jen doufat, že klady Starlinku skutečně převáží nad zápory, sám totiž nevím, jestli Starlinku fandit či nikoliv. Snad napoví víc další starty. Pokud ne, bylo by na místě zvážit, zdali má Starlink existovat v této podobě, nebo nabídnout spíše menší počet větších objektů, popřípadě koncepty stratosférických balónů jako analogu družic. Zrovna SpaceX je totiž společností, která by si vynesení velkého satelitu mohla dovolit.

I kdyby byl ale Starlink skutečně neviditelný, příslovečný džin bude jeho (zatím furt hypotetickým) komerčním úspěchem vypuštěn z láhve. Přijdou nové, dost možná ještě megalomanštější projekty využití orbity. Můžou dorazit ještě početnější konstelace. Nebo větší stavby.

A i pokud by se SpaceX v orbitě stal „Applem“, tedy průkopníkem s jistou dominancí, brzy by se mu na záda nalepil „Google“, „Huawei“ a další konkurenti. Pokud Starlink uspěje, nebe se nevyhnutelně začne měnit. A měli bychom dobře zvažovat, kolik z něj si chceme nechat novotami vzít – už jen protože ony novoty nám můžou nabourávat novoty jiné.

Otázka, kterou pokládají astronomové, je tedy stoprocentně legitimní! Má mít jedna společnost možnost v budoucnu privatizovat oblohu? Starlink má sice schválení regulačními orgány Mezinárodní telekomunikační unií, ale její regule zjevně nikdy nepočítaly s podobným využíváním oblohy. SpaceX dostává bonusové body za to, o co se snaží – a protože je to SpaceX – ale fanoušci Elona Muska se můžou sama sebe zeptat: co kdyby se o stejný projekt snažil Blue Origin a Amazon? Anebo co kdyby totéž plánovala Čína? Byli bychom stejně benevolentní? Není na místě skutečně zvážit způsob, jakým budou podobné projekty vznikat, nejen po technické stránce?

Prozatím je jisté jen to, že svým způsobem se vize na industrializaci orbity naplňují – ale staré nápady, jak je již zvykem, naše realita rozhodně nepřipomíná. A nové technologie sebou nepřinášejí jenom klady, ale i negativa.

[Ladislav Loukota]

Go big or go home – to by mohlo být motto Space:

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze