ماهواره‌ها صدایی نشت می‌کنند که با تلسکوپ و GPS تداخل می‌کند. در اینجا نحوه رفع آن آورده شده است

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

کمتر از یک دهه پیش، حدود 2000 ماهواره عملیاتی در مدار زمین بودند. امروزه بیش از 15000 وجود دارد. میلیون ها نفر دیگر برنامه ریزی شده است.

در مورد مشکل "آشغال فضایی" که این ماهواره ها ایجاد می کنند، مطالب زیادی صورت گرفته است.

اما مشکل دیگری وجود دارد که بسیار کمتر مورد توجه قرار گرفته است: صدای رادیویی که از این ماهواره‌ها نشت می‌کند، بر تلسکوپ‌هایی که به ما کمک می‌کنند جهان را درک کنیم، تأثیر می‌گذارد و اندازه‌گیری‌هایی را که GPS را به کار می‌اندازد، خراب می‌کند.

خوشبختانه، راهی برای رفع آن وجود دارد - اگر اکنون اقدام کنیم.

تلسکوپ‌های رادیویی می‌توانند سیگنال‌هایی را دریافت کنند که بلافاصله پس از انفجار بزرگ تولید می‌شوند. آنها به اخترشناسان اجازه می دهند تا جهان اولیه و چگونگی تکامل آن در 13.8 میلیارد سال گذشته را درک کنند.

تلسکوپ‌های رادیویی همچنین می‌توانند کهکشان‌ها را در فواصل دور مشخص کنند و از آن‌ها به‌عنوان چراغ راهنمایی برای لنگر انداختن فناوری‌هایی مانند GPS که برای موقعیت‌یابی، ناوبری و زمان‌بندی روی زمین استفاده می‌شود، استفاده کنند.

استرالیا از پیشگامان نجوم رادیویی بود. در دهه 1940، محققان در دوور هایتس، در حومه شرقی سیدنی، اولین منابع رادیویی منفرد را فراتر از منظومه شمسی ما شناسایی کردند. در سال 1946، روبی پین اسکات اولین زن ستاره شناس رادیویی جهان شد. تلسکوپ های پیشرو جهان مانند MWA و ASKAP سرفصل مجموعه نجوم رادیویی استرالیا هستند.

بزرگترین تلسکوپ رادیویی فرکانس پایین جهان، SKA-Low نیز در یک مکان دورافتاده در غرب استرالیا ساخته می شود.

برای تشخیص این زمزمه ها، تلسکوپ های رادیویی باید از سیگنال های رادیویی قدرتمندی که توسط انسان تولید می شود، از تلفن های همراه و وسایل ارتباط رادیویی محافظت شوند. به همین دلیل است که ما تلسکوپ های رادیویی را در مکان های ساکت می سازیم.

ماهواره‌ها خطری برای تلسکوپ‌های رادیویی دارند زیرا الکترونیک پیچیده آن‌ها می‌تواند انرژی رادیویی ناخواسته و ناخواسته تولید کند. این "نشت" علاوه بر انتقال رادیویی مورد نظر داده ها بین ماهواره ها و ایستگاه های زمینی است.

اپراتورهای ماهواره از قبل از تجهیزات الکترونیکی محافظت می‌کنند تا از تداخل انرژی رادیویی ناخواسته با موشک‌های پرتاب‌شان جلوگیری کنند، اما نشت زمانی رخ می‌دهد که آنها در فضا هستند و عملیاتی می‌شوند.

بخش ارتباطات رادیویی اتحادیه بین المللی مخابرات، نهادی است که مقررات استفاده از طیف رادیویی توسط ستاره شناسان و نهادهای تجاری را تعیین می کند. برای فرستنده‌های ماهواره‌ها، مقررات بر اساس شبیه‌سازی‌هایی است که ماهواره برای ارسال طراحی شده است. آنها انرژی رادیویی ناخواسته را فاکتور نمی گیرند.

اجرای مقررات برعهده تنظیم کننده های ملی است، مانند اداره ارتباطات و رسانه استرالیا. این برای فرستنده های روی زمین کار می کند - که به همان تنظیم کننده ای که از تلسکوپ ها محافظت می کند پاسخ می دهد - اما برای ماهواره ها کار نمی کند.

هیچ تنظیم کننده تلسکوپی صلاحیت نظارت بر ماهواره های خارجی را ندارد.

تیم من با استفاده از تلسکوپ رادیویی در استرالیای غربی، انرژی رادیویی ساطع شده از ماهواره‌های Starlink را در فرکانس‌های پایین - 70 تا 300 مگاهرتز (MHz) اندازه‌گیری کرد. به طور خاص، ما می‌خواستیم بررسی کنیم که آیا انتشار ماهواره‌ها از حد تعیین‌شده توسط اتحادیه بین‌المللی مخابرات فراتر رفته است یا خیر.

آنها بین 50 تا 70 درصد مواقع این کار را انجام دادند. دستورالعمل‌های بین‌المللی می‌پذیرند که یک تلسکوپ ممکن است تا ۲٪ اندازه‌گیری‌ها از این محدودیت‌ها فراتر رود، بنابراین این یافته بسیار فراتر از آن چیزی است که قابل قبول در نظر گرفته می‌شود.

این نتیجه نگران کننده است، به خصوص که اندازه گیری ها در سال 2024 انجام شد و اکنون تعداد ماهواره های بسیار بیشتری نسبت به دو سال پیش در مدار وجود دارد.

در تحقیقات دیگر، یک تیم به رهبری CSIRO از تلسکوپ‌هایی در نیو ساوت ولز استفاده کردند که در فرکانس‌های بسیار بالاتر از 1 تا 14 گیگاهرتز کار می‌کردند. این محدوده فرکانسی است که تلفن های همراه، Wi-Fi و تلویزیون ماهواره ای در آن کار می کنند.

این تیم سیگنال‌های مجاز، هارمونیک‌ها (کپی‌های ناخواسته سیگنال در چند برابر فرکانس آن) و صدای زمزمه الکتریکی ضعیفی را از قطعات الکترونیکی روی برد اندازه‌گیری کردند. فقط سیگنال های دارای مجوز تنظیم می شوند.

این تیم از این اندازه‌گیری‌ها برای مدل‌سازی اثر 12000 ماهواره بر روی تلسکوپ‌های مختلف استرالیایی استفاده کرد، از جمله آن‌هایی که برای اندازه‌گیری چرخش زمین به‌وسیله تعیین دقیق کهکشان‌های دور، و پیوند قاب‌های مرجع آسمانی و زمینی (ژئودزی) استفاده می‌شوند.

آنها دریافتند که با اعداد ماهواره های امروزی، ماهواره های مستقیم به تلفن در حال حاضر بیش از نیمی (59٪) از اندازه گیری های ژئودتیک پشت GPS را خراب می کنند.

سپس این مدل‌سازی به 300000 ماهواره - بخش کوچکی از آنچه برنامه‌ریزی شده بود - مقیاس‌بندی شد که در آن زمان تمام اندازه‌گیری‌های ژئودتیکی از بین می‌رود.

شواهد رو به رشد نشان می‌دهد که اپراتورهای ماهواره‌ای باید از تجهیزات الکترونیکی در محدوده وسیع‌تر فرکانس رادیویی محافظت کنند و میزان انرژی رادیویی را که نشت می‌کند کاهش دهند.

اکنون پنجره ای برای رفع این مشکلات وجود دارد، قبل از اینکه شماره های ماهواره منفجر شوند. اگر این پنجره را از دست بدهیم، می تواند به معنای پایان نجوم رادیویی باشد که ما می شناسیم. همچنین می‌تواند فناوری‌های دارای بالاترین اهمیت اقتصادی مانند GPS را تهدید کند.

اولین قدم مهم پیاده سازی سیستمی است که تداخل رادیویی ماهواره ها را به طور معمول نظارت می کند. این تضمین می‌کند که ما یک پایگاه شواهد قوی‌تر ایجاد می‌کنیم که می‌تواند تصمیم‌گیری‌های خط‌مشی و کار استانداردها را اطلاع دهد و در نهایت شواهدی را برای اجرای خط‌مشی ارائه دهد.

استرالیا در موقعیتی منحصر به فرد برای رهبری قرار دارد. ما تلسکوپ ها، میراث و آرام ترین آسمان ها را داریم.

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →

این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.