Ez a két elem – a sötétség és a csend – szorosan összefügg, de két különböző típusú zavaró tényezőre utal. A sötét égboltot a sok mesterséges fény által okozott fényszennyezéssel veszítettük el, és ennek a csökkentéséért kellene tennünk valamit. Ráadásul az utóbbi időben ugrásszerűen megnövekedett a Föld körüli pályán alacsonyan keringő műholdak száma, és az ebből származó optikai és infravörös hatások megnehezítik/zavarják a földfelszínről végzett csillagászati kutatásokat.
A csendes égbolt elsőre kicsit furcsának tűnhet, itt viszont nem az emberi fül számára hallható zajra kell gondolnunk. Az angol quiet szó nem csupán csendest, hanem nyugodtat is jelent. Itt elsősorban a műhold-konstellációk által okozott „rádiózajra” és különösen az ezek interferenciájából keletkező kommunikációs zavarokra kell gondolni. El se tudjuk képzelni, hogy mennyi információ és adat áramlik a „fejünk felett”. Persze most humorosan feltehetjük a kérdést, hogy akkor melyik országban kapcsoljuk le az internetet, hogy egy kicsit nagyobb legyen a „csend”?
Ezen kezdeményezés keretében arra hív a Nemzetközi Csillagászati Unió (International Astronomical Union, IAU) a májusi hónap folyamán mindenkit, hogy ismerjük és tapasztaljuk meg a sötét égbolt kulturális, környezeti és tudományos jelentőségét. Nem csak a csillagászat szemszögéből, hanem az emberi jólét és az ökoszisztémák egészsége szempontjából
Az éjszakai környezet, vagyis a természetes sötétség a Földön élő minden élőlény számára értékes természeti kincs. A szabályozatlan kültéri világítás azonban elnyomja a csillagok fényét, és megváltoztatja az éjszakáról alkotott képünket. A természetes éjszakai égbolt a sok csillagképpel a közös és egyetemes örökségünk, mégis a legfiatalabb generációk számára egyre ismeretlenebbé válik. A csillagászok számára azonban kettős probléma áll fenn: az elhaladó Starlink műholdak hosszú vonalakat hoznak létre az optikai teleszkópokkal készített képeken, és „zajt” keltenek a rádióteleszkópok számára, amelyek meghatározott rádiófrekvenciákon működnek. A Sötét égbolt hét cikkünkben már említettük a műhold-problémát, illetve a sötét égbolt hiánya miatt fellépő hátrányokat – azonban fontos többször kihangsúlyozni azt, hogy mennyire fontos a sötét égbolt megőrzése.
Tudván, hogy a SpaceX még több ezer műhold felbocsátását tervezi, a IAU létrehozta a Nemzetközi Csillagászati Unió Sötét és Csendes Égbolt Műholdseregek Interferenciájától Védő Központját (IAU Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interferences, CPS). Ez a szervezet a csillagászat érdekeit igyekszik összehangolni az űrügynökségek, az ipari szereplők és a szabályozó hatóságok érdekeivel.
Megakonstellációk az égen
A „megakonstellációk”, más néven alacsony Föld körüli pályán (LEO) keringő műhold-konstellációk, olyan hálózatba kapcsolt műholdakból álló rendszerek, amelyek 2000 km-es vagy annál alacsonyabb magasságban keringenek a Föld körül, és globális távközlési szolgáltatásokat nyújtanak. Ezen objektumok fényessége gyakori aggodalmat kelt főként a csillagászati, amatőrcsillagászati és az asztrofotós közösségekben. A Föld körüli pálya egy olyan természeti erőforrás, amelyre jelenleg nincs környezetvédelmi szabályozás, és most éppen ezen terület iparosításának vagyunk tanúi.
A becslések szerint 2030 végére körülbelül 50.000 műhold kering majd a Föld körül – ezen műholdrajoknak a visszaverődő fénye 250%-kal is megnövelheti az éjszakai égbolt fényességét, amelynek következtében a csillagok és a szabad szemmel látható objektumok 50%-a „eltűnhet” számunkra az égboltról. A szimulációk szerint is, ha nem történik változás a közeljövőben, az éjszakai égbolton minden tizenötödik fénypont műhold lesz. Ez pedig drasztikusan megváltoztatná az éjszakai látványt: több ember alkotta fényforrást látnánk, mint csillagot.
Jelenleg körülbelül 13.000 műhold kering a Föld körül, ezeknek több mint fele a SpaceX által üzemeltetett és felbocsátott Starlink megakonstellációhoz tartozik. A Starlink célja, hogy betöltse a globális internetkapcsolatban fennálló hiányosságokat, nagy sebességű, széles sávú szolgáltatást kínálva az ügyfeleknek gyakorlatilag a Föld bármely pontján.
A legtöbb földi obszervatóriumnak, amely a látható fény tartományában figyeli az eget, sötét éjszakai égboltra van szüksége ahhoz, hogy megfigyeléseket és kutatásokat tudjon végezni. Amikor egy műhold áthalad egy földi obszervatórium fölött, visszaverheti a napfényt a teleszkópra, fényes csíkokat hozva létre a képeken, amelyek eltakarhatják az éppen megfigyelt csillagászati jelenségeket. Ez problémás lehet pl. az olyan létesítmények számára is, min a Vera C. Rubin Obszervatórium, amely óriási tükröket és a világ legnagyobb digitális kameráját használja az égbolt ultranagy felbontású panorámaképeinek rögzítésére a távoli chilei, 2682 m-es El Peñón nevű hegycsúcsról.
A csillagászok próbálnak olyan módszereket keresni, amelyekkel csökkenthetik a problémát. A SpaceX bebizonyította, hogy a műholdüzemeltetők a műholdak tájolásával, napvédő burkolatokkal és a felület sötétítésével csökkenthetik a visszaverődő napfényt. Az Amerikai Csillagászati Társaság (American Astronomical Society) nemzetközi szervezetekkel együttműködve dolgozik azon, hogy létrehozzanak egy, az űrből származó fényszennyezésre vonatkozó szabályzatot. Nem tudni azonban, hogy ez mennyi időt vesz igénybe, és mennyire lesz hatékony. Ami viszont pozitívum, hogy a SpaceX belátta a problémát, és már mérsékelte a műholdak fényvisszaverő képességét.
Rádiócsend?
A csillagászok által az űrből vett rádiójelek legtöbbször nagyon gyengék. A kozmikus rádióhullámok kiemelkedő forrásai közé tartoznak a múltbeli csillagrobbanásokból származó lökéshullám-maradványok vagy a fekete lyukak közeléből kilökődött anyag. Bár ezek az univerzum legintenzívebb energiaforrásai közé tartoznak, a Földtől való nagy távolságuk miatt ez csupán alacsony jelerősséget eredményez. Az Eseményhorizont-távcső (Event Horizon Telescope) a fekete lyukak körüli akkréciós korongokról készített először képet. Ez az eszköz nyolc rádióteleszkópból álló hálózat, amelynek egyes tagjai olyan helyen találhatók, ahol nagyon kevés a rádiófrekvenciás interferencia, azaz egy rádiócsendes zónában. Mit is jelent ez?
Ez egy olyan régió, ahol a földi adóknak, például a mobiltelefon-tornyoknak, csökkenteniük kell a teljesítményszintjüket, hogy ne zavarják az érzékeny rádióberendezéseket. Az Amerikai Egyesült Államokban például két ilyen zóna található. A legnagyobb a Nemzeti Rádiócsendes Zóna, amely 34.000 négyzetkilométert fed le, főként Nyugat-Virginiában és Virginiában. Itt található a Green Bank Obszervatórium. Hasonló zónák találhatók rádióteleszkópok számára Ausztráliában, Dél-Afrikában és Kínában is.
A műholdak rádióhullámok segítségével kommunikálnak a földi vevőállomásokkal. A rádiócsillagászati obszervatóriumokat általában nem zavarják, viszont van egy jelenség, az interferenciasugárzás, amely bizonyos műholdak fedélzeti elektronikájából származik. A bonni Max Planck Rádiócsillagászati Intézet tudósai a LoFAr (Low Frequency Array, Hollandia) teleszkóppal 68 SpaceX műholdat figyeltek meg, 47 közülük 110 és 188 megahertz közötti frekvenciatartományban lévő zavaró sugárzást észlelt, amely hatással lehet a csillagászati kutatásokra. Megfigyelték, hogy minél nagyobb a műhold-konstelláció, annál erősebb ez a sugárzás.
Az olyan obszervatóriumok, mint a Green Bank Telescope, a Very Large Array, az Atacama Large Millimeter Array (ALMA) és a világ számos más obszervatóriuma pedig rádióhullámokon működnek. Ahogy a fényszennyezés elrejtheti a csillagos égboltot, a rádióadások elnyomhatják azokat a rádióhullámokat, amelyeket a csillagászok a fekete lyukak, az újonnan formálódó csillagok és a galaxisok fejlődésének megismerésére használnak. Minél több a rádióadás, annál nagyobb kihívást jelent a rádiócsendes zónákban fellépő interferencia kezelése.
Mivel az elkövetkező években várhatóan több tízezer műhold áll pályára, a rádióspektrum egyre zsúfoltabbá válik. A rádiócsendes zónák – általában távoli területeken található régiók, ahol a földi rádióadások korlátozottak vagy tiltottak – korábban védték a rádiócsillagászatot, manapság azonban izgatottan figyelhetjük, hogy vajon meddig.
Szerencsére már vannak az együttműködésre utaló jelek, a Nemzeti Tudományos Alapítvány (National Science Foundation) és a SpaceX már dolgozik egy megállapodáson a rádiócsillagászat érdekében. A többi majd kiderül.
A sötét égbolt és az ember
Mindezek mellett a sötét égboltnak mély kapcsolata van az emberi civilizációval és kultúrával. A városi emberek egy része soha nem látta még éjszaka a fejünk felett ívelő Tejutat, pedig az, hogy megértsük helyünket az Univerzumban, azzal kezdődik, hogy egyáltalán láthatjuk az éjszakai égboltot.
A csillagok látványa mindig is szorosan összefonódott az emberi tevékenységgel és kultúrával, a csillagászati navigációtól kezdve a mítoszokig és legendákig, a csillagképekig, nem is szólva a mezőgazdaságról, filozófiáról és a művészetekről. Kulturális örökségünk nagy része szorosan kapcsolódik a világ működésének megértésére irányuló kíváncsisághoz, beleértve azt is, hogy mi rejlik a légkörünkön túl.
A fényszennyezés figyelemmel kísérése és a lehető legnagyobb mértékű csökkentése nemcsak az Univerzum megértése szempontjából létfontosságú, hanem az emberiség és bolygónk egészének jóléte szempontjából is.
És mit tehetünk mi? Sajnos a fenti témákkal kapcsolatban keveset. Talán reménykedhetünk, hogy a fényszennyezés ezen típusai lassan megoldódnak, és sikerül kompromisszumokat létrehozniuk az egyesületeknek és a cégeknek, hogy csökkentsék a műholdak által okozott problémákat. Ami pedig tőlünk telik, azt tegyük is meg: figyeljünk a fölösleges világítás lekapcsolására, és próbáljuk megteremteni a sötét égboltot legalább a mikrokörnyezetünkben. Ne csak májusban, hanem az év minden időszakában.
Továbbá azt tehetjük még, hogy ha bennünk megvan az éjszakai égbolt csodálata, és erről lelkesen mesélünk másoknak, főleg a gyerekeknek és fiataloknak, elérhetjük, hogy ha valamelyikükből olyan döntéshozó lesz, aki hatásosabban tudja képviselni a Sötét és csendes égbolt ügyét. Ne becsüljük alá a pillangóhatás erejét! 🙂
Szerző: Diószegi Orsolya Enikő, Tudományos újságíró