Uzay çöpü Vera Rubin için sorun olacak

Vera Rubin Gözlemevi (VRO) diğer büyük teleskoplardan farklıdır ve bu farklılık onu uzay çöpüne karşı daha savunmasız hale getirir. Dev Magellan Teleskobu ve Avrupa Aşırı Büyük Teleskobu gibi diğer teleskoplar uzaktaki nesnelere odaklanır. Ancak VRO’nun görevi, mevcut gece gökyüzünün tamamını 10 yıl boyunca tekrar tekrar görüntülemek, geçici olayları ve değişken nesneleri tespit etmektir.

Tüm bu uzay çöpleri, VRO’nun görüşünü bozan ve sonuçlarını kirleten geçici olaylar gibi görünebilir.

Yayınlanmayı bekleyen yeni bir araştırma notunda, Harvard’lı fizikçi/gökbilimci Avi Loeb, uzay çöpünün VRO’nun çalışmalarını nasıl etkileyeceğine dikkat çekiyor. Kağıt, “LSST Görüntülerinde Uzay Enkazından Gelen İşaret Fişekleri,” ön yazdırma sunucusunda mevcut arXiv. LSST, VRO’nun birincil gözlem çabası olan Eski Uzay ve Zaman Araştırmasıdır.

Sorun, uzay çöplüğünden ve ayrıca VRO’nun başarısının kritik bir parçası olan aşırı hassasiyetinden kaynaklanıyor.

Loeb, “Vera C. Rubin Gözlemevi’nin olağanüstü hassasiyeti nedeniyle, yaklaşan LSST görüntülerinin, Alçak Dünya Yörüngelerindeki (LEO) santimetre ölçeğindeki uzay enkazından gelen çok sayıda işaret fişeği tarafından kirleneceğini tahmin ediyoruz” diye yazıyor. “Bu LEO nesnelerinden kaynaklanan milisaniyelik işaret fişeklerinin, 14’ten daha parlak AB kadirleri ile birkaç yay saniyelik tespit edilebilir görüntü çizgileri üretmesi bekleniyor.”

Herkesin bildiği gibi uzay çöpü sorunumuz giderek kötüleşiyor. ESA, 6 Aralık 2023 itibarıyla Dünya’nın yörüngesinde 0,1-1 cm boyut aralığında 130 milyon nesne bulunduğunu söylüyor. Ayrıca 1-10 cm arasında bir milyon, 10 cm’den büyük ise 36.500 nesne bulunmaktadır. Bu kadar çok lansmanla sorun daha da kötüleşiyor. Uzay gelişen bir ekonomidir ve belli miktarda çöp de onunla birlikte gelir.

Bu nesnelerin tümü kritik Alçak Dünya Yörüngesi bölgesinde değil, ancak büyük bir alt kümesi öyle. Loeb’e göre bu enkaz popülasyonunun VRO üzerinde etkileri var. Loeb, “Bu Notta, bu LEO enkazının, Şili’deki Vera C. Rubin Gözlemevi’nin yaklaşan Eski Uzay ve Zaman Araştırması (LSST) için etkilerini inceliyoruz” diye yazıyor.

VRO’nun görüntüleri söz konusu olduğunda aslında önemli olan enkazın boyutu değil. Bir nesnenin albedosu asıl sorundur. Albedo boyuta göre ölçeklenebilir, ancak her zaman değil.

Uzay çöpü parçalarının ayrı ayrı albedolarını ölçmenin bir yolu yok, ancak bu çalışmada Loeb, bir nesnenin yarıçapını ve mesafesini, güneş tarafından aydınlatılan bir tarafıyla birleştirerek albedo’yu hesaplıyor. Bu, yansıtacağı ışık kısmını verir.

Uzay çöpünün ışığı nasıl yansıtabildiğini zaten biliyoruz çünkü bunu Zwicky Geçici Tesisi ile görebiliyoruz. Geçici ışık kaynaklarını algılaması açısından VRO’ya benzer. “Zwicky Geçici Tesisi’nden (ZTF) elde edilen veriler, bilinen LEO uydularından gelen güneş ışığının 10 saniyelik flaşlar oluşturduğunu gösteriyor.^-3±0,5 s.” Bu son derece kısa bir parlama.

Ancak VRO ve LSST’si gökyüzünün her bölgesini 30 saniye boyunca ziyaret edecek ve arka arkaya 15 saniyelik pozlamalar yapacak. Sorun, enkazın hareket etmesi ve sadece bir parlama yerine bir çizgi oluşturmasıdır. Loeb, “Bu nedenle işaret fişeklerinden gelen ışığın, 4 kat daha uzun olan LSST maruz kalma süresinden bağımsız olarak birkaç yay saniyesinden daha fazla yayılmaması bekleniyor” diye yazıyor Loeb.

Bu VRO için ne anlama geliyor?

Bu iyi değil. Loeb’e göre sorunlu çizgiler oluşturabilecek nesnelerin sayısı, Dünya’nın etrafında dönen büyük uyduların sayısını “büyüklük sırasına göre aşıyor”. ABD’nin Uzay Gözetleme Ağı düzenli olarak uyduları izliyor ve VRO’nun sorunu yönetmesine yardımcı olabilecek yörüngedeki nesnelerin bir kataloğunu oluşturdu. Ancak Loeb’in belirttiği gibi, “Enkaz popülasyonunun tamamından yalnızca 3,515 × 10⁴ (351.500) nesne Uzay Gözetleme Ağları tarafından düzenli olarak takip ediliyor ve kataloglanıyor.”

Görüntülerdeki ışık çizgileri sorunun yalnızca bir kısmıdır. Tüm uydulardan ve enkazdan gelen birleşik ışıkla ilgili daha genel bir sorun var.

Diğer araştırmacılar sorunu ve bunun yer tabanlı astronomi üzerindeki etkilerini incelediler. Nature Astronomy’de Mart 2023’te yayınlanan bir makale, 2030 yılına kadar uzay çöplerinden ve çalışan uydulardan yansıyan ışığın VRO’nun dağınık arka plan parlaklığını %7,5 artıracağını gösterdi. Bu, VRO’nun LSST’sinin %7,5 daha az verimli olacağı anlamına gelir. Bu, 10 yıllık LSST’nin maliyetine 20 milyon ABD dolarından fazla ekleyecektir.

Uydular ve öngörülebilir yörüngeleri, onlarla başa çıkmanın daha kolay olması gerektiği anlamına geliyor. Aslında LSST ekibinin uydularla ilgilenmeye yönelik bir planı var. Sorunu hafifletebilecek güncellenmiş bir zamanlayıcı öneriyorlar. “Genel olarak, uydulardan kaçınmak için LSST gözlem süresinin %10’unu feda etmek, şeritli LSST ziyaretlerinin oranını 2 kat azaltır” diye yazıyor yazarları. kağıt girişi Astrofizik Günlük Mektupları.

Ama çöp çok daha bol. Çözüm olmazsa LSST görüntüleri gürültülü çizgilerle mi dolacak?

Uzay enkazının sorumluluğunu, onun içinden gökyüzünü görmeye çalışan insanlara yüklemek mantıksız görünüyor. Herhangi bir uzun vadeli çözüm iki şeyi içermelidir: Alçak Dünya Yörüngesinin temizlenmesi ve onu daha fazla kirletmeyi durduracak uluslararası bir anlaşma.

ESA uzay enkazı sorununu çözmeye çalışıyor. ESA, Sıfır Enkaz Tüzüğü’nü duyururken “Dünya yörüngesindeki bir milimetreden daha büyük 130 milyon parça uzay enkazı, uyduları şimdi ve gelecekte tehdit ediyor” diye yazdı.

“Haftada bir, bir uydu veya roket gövdesi kontrolsüz bir şekilde atmosferimize yeniden giriyor. Uzaydaki davranışların değişmesi gerekiyor.” Şart öncelikle çarpışma riskini azaltmayı amaçlasa da, yer tabanlı astronomiye fayda sağlayacak.

NASA da çözüm arıyor. “Algıla, Takip Et ve Düzelt: Küçük Alan Enkazının Zorluğu” yarışması, soruna yenilikçi çözümler bulmak için dünya çapındaki insanlara ulaşıyor.

Bunlar harika girişimler, ancak VRO’nun ilk ışığını Ocak 2025’in başlarında görmesi planlanıyor. Uzaydaki uydular ve uydu takımyıldızları sorununa bir çözüm muhtemelen ulaşılabilir durumda. Ancak enkaz çok daha zorlu bir sorundur.

Loeb, “Ancak yukarıdaki rakamlar, izlenmeyen uzay enkazından kaynaklanan görüntü kirliliğinin daha büyük bir sorun teşkil edebileceğini gösteriyor.” diye tamamladı.