Кольца в небе: орбитальные дата-центры могут изменить облик ночного неба
Пока технологические гиганты соревнуются в создании орбитальных дата-центров, ученые предупреждают: подобные системы могут создать вокруг Земли гигантские кольца из искусственных спутников. Это усилит световое загрязнение и радикально изменит облик ночного неба.
«Вот будущее, которого хотят «техно-бро». Земля как планета с кольцами», — пишет профессор астрономии Университета Реджайны Саманта Лоулер.
Лоулер оказалась в числе астрономов, бьющих тревогу, поскольку компании SpaceX, Blue Origin и ряд стартапов в совокупности планируют запустить более 1,2 миллиона спутников для своих орбитальных ЦОДов. Эта цифра более чем в 75 раз превышает число действующих на орбите аппаратов (около 16 000), что вызывает опасения по поводу переполненности орбиты и риска столкновений.
На этой неделе Лоулер совместно с профессорами Аароном Болеем и Ханно Рейном опубликовала препринт статьи «Кольца в небе» (Rings in the Sky), в которой представлены симуляции того, как эти системы будут выглядеть с поверхности Земли.
В отличие от обычных спутниковых группировок, орбитальные дата-центры будут стремиться занять специальную солнечно-синхронную орбиту (SSO). Это позволит аппаратам постоянно находиться под солнечными лучами для питания мощных графических процессоров (GPU) и работы систем жидкостного охлаждения. SpaceX, в частности, подчеркивает экологические преимущества своей группировки Starmind: использование энергии Солнца снимет нагрузку с наземных электросетей.
Однако, согласно исследованию, такая траектория означает, что спутники будут перемещаться по «полярному терминатору» — линии, разделяющей день и ночь. Профессор Университета Британской Колумбии Аарон Болей пояснил PCMag, что движение от полюса к полюсу вдоль линии смены дня и ночи неизбежно приведет к формированию искусственного кольца, особенно когда число аппаратов достигнет сотен тысяч.
«Эти системы создадут крупные кольцевые структуры, каждая из которых будет проходить по небу дважды в день. Наибольшее воздействие ожидается зимой, когда они будут отчетливо видны на темном небе», — отмечают авторы работы. Из-за больших размеров спутников они будут эффективно отражать свет в сторону Земли.
Модели Лоулер показывают, что группировки SpaceX, Blue Origin и Cowboy Space будут особенно заметны в сумерках (примерно в 18:00 и после 03:00). Группировка Sunrise от Blue Origin, судя по всему, создаст два кольца, одно из которых будет постоянно присутствовать в ночном небе северных полярных регионов.
Другие эксперты разделяют эти опасения. Хью Льюис, профессор астронавтики Бирмингемского университета и специалист по космическому мусору, назвал потенциальное воздействие на ночное небо «абсолютно катастрофическим». Шейн Росс из Вирджинского политехнического института, создавший собственную симуляцию Starmind, отметил: «Это коснется каждого. Вы будете видеть это дважды в день, на рассвете и на закате, где бы вы ни жили».
Тем не менее, данные расчеты остаются теоретическими, так как орбитальные дата-центры находятся на стадии разработки. Точная яркость спутников будет зависеть от используемых материалов и конструкции. В работе Лоулер и Болея использовалась упрощенная модель, где спутники представлены в виде сфер.
Существует вероятность, что реальное воздействие будет меньше: SpaceX уже разрабатывает способы затемнения спутников Starlink. Однако Хью Льюис сомневается, что удастся полностью исключить отражения от корпуса, радиаторов и солнечных панелей.
На данный момент известно, что первый орбитальный дата-центр SpaceX, StarmindAI1, будет иметь длину около 75 метров (что составляет почти 70% длины МКС). Компания уже подала заявку на эксплуатацию до 1 миллиона таких аппаратов. В своих симуляциях Шейн Росс опирался на данные SpaceX, согласно которым площадь одного спутника-ЦОДа составляет 800 квадратных метров.
В ответ на критику авторы исследования заявляют, что даже при корректировке отдельных деталей модели общая картина останется прежней, а ситуация требует максимальной прозрачности со стороны компаний.
SpaceX, Blue Origin и Cowboy Space не ответили на запросы о комментариях. Впрочем, в марте SpaceX сообщила Федеральной комиссии по связи (FCC), что намерена развертывать систему поэтапно, чтобы отслеживать фактическое воздействие на атмосферу и корректировать модели на основе реальных данных.