ดาวเทียมวงโคจรกี่ดวง?

ดาวเทียมที่มนุษย์สร้างขึ้นครั้งหนึ่งเคยหายากใน Orbit Low Earth (LEO) โดยมีเพียงไม่กี่คนที่หมุนไปรอบ ๆ โลกในตอนเช้าของยุคอวกาศในปี 1950 แต่ตอนนี้มีดาวเทียมนับพันรอบโลกด้วยการรอคอยที่จะเข้าร่วมมากยิ่งขึ้น

ดังนั้นเพื่อวางหมายเลขที่แน่นอนไว้มีดาวเทียมกี่ดวงที่โคจรรอบโลกและมีกี่คนที่อาจเข้าร่วมในอนาคตอันใกล้? และเมื่อดาวเทียมเหล่านี้ทั้งหมดเป็น Spaceborne ปัญหาประเภทใดที่อาจเกิดขึ้น?

หลังจากเปิดตัวสหภาพโซเวียตสปุตนิกดาวเทียมที่มนุษย์สร้างขึ้นเป็นครั้งแรกของโลกในปี 1957 กระแสดาวเทียมที่ช้า แต่มั่นคงเข้ามาในลีโอระหว่าง 10 ถึง 60 เปิดตัวเป็นประจำทุกปีจนถึงปี 2010 Supriya Chakrabarti ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์โลเวลล์เขียนไว้ในบทความที่ตีพิมพ์Space.comเว็บไซต์น้องสาววิทยาศาสตร์สด ตั้งแต่นั้นมาอัตราดังกล่าวพุ่งสูงขึ้นโดยมีดาวเทียมใหม่กว่า 1,300 ดวงเปิดตัวในลีโอในปี 2020 และมากกว่า 1,400 ดาวเทียมที่เปิดตัวในปี 2564 Chakrabarti เขียน โดยรวมมีดาวเทียมประมาณ 7,500 ดวงในลีโอเมื่อเดือนกันยายน 2564 ตามรายงานของสหประชาชาติ 'ดัชนีวัตถุอวกาศนอก-

ที่เกี่ยวข้อง:ดวงจันทร์หมุนหรือไม่?

ตลาดที่แออัด

จำนวนดาวเทียมในลีโอภูมิภาคที่ครอบคลุมถึง 1,424 ไมล์ (2,000 กิโลเมตร) จากโลกจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในอัตราทวีคูณในทศวรรษที่ผ่านมา นั่นเป็นเพราะ บริษัท เอกชนกำลังตั้งค่า megaconstellations ของตัวเองแต่ละแห่งมีดาวเทียมหลายพันดวงซึ่งจะใช้ในการพัฒนาเครือข่ายออนไลน์ที่เร็วขึ้นและให้บริการอื่น ๆ เช่นการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ-

กิจกรรมที่เพิ่มขึ้นนี้กำลังเกิดขึ้นในตอนนี้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากค่าใช้จ่ายลดลง Aaron Boley นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียกล่าว “ เรารู้SpaceX, OneWeb, Amazon และ Starnet / GW [จีนเครือข่ายดาวเทียม] ได้เสนอรวมดาวเทียมรวมทั้งหมด 65,000 เมื่อรวมทุกขั้นตอน "ของโปรแกรมดาวเทียมของพวกเขา Boley บอกกับ Live Science และ" มีการเสนอดาวเทียมมากกว่า 100,000 รายการ "โดยรวมเขากล่าวเสริม

ในเดือนตุลาคม 2564 รวันดายังประกาศ megaconstellation ของตัวเองชื่อว่า Cinnamon ซึ่งอาจมีดาวเทียมกว่า 320,000 ดวง มันไม่ชัดเจนว่าโครงการนี้อาจกลายเป็นจริงได้เมื่อใด แต่ประเทศได้ขออนุญาตให้เริ่มโครงการตามทวีตโดยหน่วยงานอวกาศรวันดา

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ

อย่างไรก็ตามดาวเทียมใหม่ทั้งหมดเหล่านี้มาพร้อมกับโฮสต์ของปัญหาใหม่ตามที่เน้นโดยการศึกษาพฤษภาคม 2021 ใน megaconstellations ร่วมนำโดย Boley และตีพิมพ์ในวารสารรายงานทางวิทยาศาสตร์-

“ มันทำให้เกิดปัญหาการจัดการการจราจรในอวกาศมันจะทำให้การแพร่กระจายของเศษซากอวกาศรุนแรงขึ้นมันกำลังรบกวนดาราศาสตร์และการดูดาว "เรายังคงพยายามที่จะเข้าใจขอบเขตของผลกระทบ"

การจราจรในอวกาศและเศษซาก

เมื่อมีการเปิดตัวดาวเทียมเข้าสู่วงโคจรในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าจำนวนการชนและเศษซากอวกาศที่ตามมามีแนวโน้มที่จะสูงขึ้น มีเศษซากในลีโออย่างน้อย 128 ล้านชิ้น ในจำนวนนั้นประมาณ 34,000 มีมากกว่า 4 นิ้ว (10 เซนติเมตร)ตามพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติในลอนดอนและจะมีมากขึ้นในอนาคต

“ การดำเนินงานที่ปลอดภัยของดาวเทียมจำนวนมากนั้นจะเป็นความท้าทายที่สำคัญ” โบลีย์กล่าว "อุบัติเหตุในวงโคจรเดียวที่สร้างเศษซากอวกาศที่สำคัญมีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบต่อวงโคจรที่หลากหลาย"

การชนไม่ใช่แหล่งที่มาของเศษอวกาศเท่านั้น ดาวเทียมยังสามารถสลายตัวจากการสัมผัสเป็นเวลานานอัลตราไวโอเลตการแผ่รังสีในลีโอบิลลี่กล่าว

เศษซากอวกาศมีศักยภาพที่จะก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อดาวเทียมอื่น ๆ รวมถึงยานอวกาศอื่น ๆ ในเดือนมิถุนายน 2564สถานีอวกาศนานาชาติถูกชิ้นส่วนของเศษซากที่เจาะรูในแขนหุ่นยนต์ โชคดีที่สถานีอวกาศและนักบินอวกาศภายในหลีกเลี่ยงความเสียหายที่สำคัญใด ๆวิทยาศาสตร์สดรายงานก่อนหน้านี้-

ที่เกี่ยวข้อง:ขยะอวกาศชิ้นเล็ก ๆ ทำให้เกิดความเสียหายอย่างไม่น่าเชื่อได้อย่างไร?

ในที่สุดจำนวนดาวเทียมในลีโออาจนำไปสู่ห่วงโซ่การชนกันของการชนที่จะกระจายเศษซากอวกาศรอบ ๆ เลโอจนถึงจุดที่เราจะไม่สามารถเปิดจรวดใหม่ได้ ความเป็นไปได้นี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ Kessler Syndrome และนักดาราศาสตร์หลายคนกลัวว่ามันอาจป้องกันไม่ให้มนุษยชาติกลายเป็นสายพันธุ์ Multiplanet หากเราไม่สามารถรักษาเศษซากพื้นที่ภายใต้การควบคุมได้

“ เอฟเฟกต์เคสเลอร์จะไม่มีช่วงเวลาที่ชัดเจนที่เปิดขึ้น” โบลีย์กล่าว "ค่อนข้างเป็นการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปเนื่องจากความไม่สมดุลของการสร้างเศษซากและอัตราการกำจัดเศษซาก" แต่หลักฐานบางอย่างชี้ให้เห็นแล้วว่าจำเป็นต้องมีการกำจัดเศษซากที่ใช้งานออกจากลีโอเพื่อหลีกเลี่ยงกลุ่มอาการของ Kessler จากการถูกจับเขากล่าวเสริม

อย่างไรก็ตามการลบเศษซากอวกาศออกจาก Leo นั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างลอจิสติกส์และยังไม่มีวิธีการกำจัดที่ตกลงกันไว้นักวิทยาศาสตร์อเมริกัน-

เปิดตัวและกลับเข้ามาใหม่

อุตสาหกรรมอวกาศมีค่าต่ำกว่ามากคาร์บอนรอยเท้ากว่าอุตสาหกรรมอื่น ๆ เช่นอุตสาหกรรมการบิน การปล่อยจรวดโดยเฉลี่ยปล่อยระหว่าง 220 ถึง 330 ตัน (200 ถึง 300 เมตริกตัน) ของคาร์บอนสู่ชั้นบรรยากาศของโลกผู้พิทักษ์- สำหรับการเปรียบเทียบเที่ยวบินเชิงพาณิชย์ระยะยาวโดยเฉลี่ยจะออกคาร์บอนประมาณ 2 ถึง 3 ตัน (1.8 ถึง 2.7 เมตริกตัน) ต่อผู้โดยสารและมีเที่ยวบินหลายสิบล้านเที่ยวบินทุกปี

อย่างไรก็ตามเนื่องจากความต้องการสูงสำหรับจรวดที่จำเป็นในการเปิดตัวดาวเทียมเพิ่มขึ้นการปล่อยก๊าซคาร์บอนจากการปล่อยจรวดเพิ่มขึ้น 5.6% ต่อปีตามรายงานของ Guardian

และไม่ใช่แค่การเปิดตัวดาวเทียมที่ก่อให้เกิดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม เมื่อดาวเทียมในที่สุดก็หลุดออกจากวงโคจรและเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกพวกเขาก็ปล่อยสารเคมีออกสู่ชั้นบรรยากาศ Boley กล่าว

การศึกษาของ Boley เกี่ยวกับ megaconstellations เปิดเผยว่าในอนาคตการกลับมาของดาวเทียมอาจจบลงด้วยการสะสมองค์ประกอบบางอย่างมากขึ้นเช่นอลูมิเนียมอยู่ในบรรยากาศของโลกมากกว่าอุกกาบาตทำ. นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่าผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่การเปลี่ยนแปลงของมนุษย์ต่อบรรยากาศ 'เคมีเช่นการปล่อยคลอโรฟลูออโรคาร์บอนส์ (CFCs) จากละอองลอยที่ทำให้เกิดรูในโอโซนเลเยอร์ไม่มีแนวโน้มที่จะจบลงด้วยดี

ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อดาวเทียมเข้าสู่บรรยากาศอีกครั้งพวกเขายังสามารถสร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญบนพื้นดิน อย่างไรก็ตามดาวเทียมที่ทันสมัยได้รับการออกแบบมาเพื่อแบ่งออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ เมื่อเข้าร่วมใหม่ดังนั้นวัสดุที่น้อยลงทำให้พื้นผิว และโดยปกติแล้วขยะพื้นที่ตกลงมาในน้ำซึ่งครอบคลุมประมาณ 71% ของพื้นผิวโลก

ที่เกี่ยวข้อง:จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณยิงปืนในอวกาศ?

มลพิษ

ในอนาคตกิจกรรมดาวเทียมที่เพิ่มขึ้นจะมองเห็นได้อย่างชัดเจนจากโลก วัตถุโลหะจะทำหน้าที่เหมือนกระจกสะท้อนแสงกลับไปที่พื้นผิวโลกและจำนวนที่แท้จริงของพวกเขาจะเปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับท้องฟ้ายามค่ำคืนอย่างมาก

อันศึกษาเกี่ยวกับมลพิษทางแสง-ร่วมเขียนโดย Boley โพสต์ลงในฐานข้อมูล Arxiv ในเดือนกันยายน 2564 และส่งไปยังวารสารทางดาราศาสตร์-เปิดเผยว่ามากถึง 8% ของแสงในท้องฟ้ายามค่ำคืนอาจมาจากดาวเทียมในอนาคต การศึกษายังพบว่าสถานที่ใกล้ละติจูดทางทิศเหนือและทิศใต้ 50 องศาเช่นบริติชโคลัมเบียและ Patagonia อาจได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากมลพิษทางแสงดาวเทียมมากกว่าสถานที่อื่น ๆ เนื่องจากวงโคจรของดาวเทียมที่เสนอ

"นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในมุมมองของเราเกี่ยวกับท้องฟ้าที่ต้องมีการตรวจสอบมากขึ้น" Hanno Rein ผู้เขียนร่วมนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโตรอนโตสการ์เบอโรกล่าวในแถลงการณ์- "ทุกคนจะได้รับประสบการณ์"

ในอนาคตโบลีย์กล่าวว่ามากถึง 1 ในทุก ๆ 10 ดาว "ดาว" บนท้องฟ้าอาจเป็นดาวเทียมซึ่งจะ "ทำให้สวรรค์ได้รับการจัดเรียงใหม่อย่างต่อเนื่อง"

ดาวเทียมจะไม่รบกวนการดูดาวสมัครเล่นเท่านั้น แต่ยังมีการสังเกตการณ์นักดาราศาสตร์มืออาชีพ “ การวิจัยทางดาราศาสตร์บางอย่างจะเห็นเพียงผลกระทบในระดับปานกลางเท่านั้น แต่ผลกระทบต่อการสำรวจสนามกว้างอาจเป็นเรื่องสำคัญ” โบลีย์กล่าว

หาสมดุล

เป็นที่ชัดเจนว่าอัตราการคาดการณ์ของดาวเทียมที่ถูกนำไปใช้ในลีโอนั้นไม่ยั่งยืน แต่ดาวเทียมยังให้บริการที่สำคัญแก่เรา "เราเชื่อมต่อกับดาวเทียมอย่างลึกซึ้ง" Boley กล่าว "ดาวเทียมมีบทบาทสำคัญในห่วงโซ่อุปทานของเราธุรกรรมทางการเงินการตรวจสอบสภาพอากาศวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศการสื่อสารระดับโลกและการค้นหาและช่วยเหลือ"

ดังนั้นเราจำเป็นต้องหาวิธีที่จะสร้างความสมดุลให้กับผลประโยชน์และผลกระทบ Boley กล่าว

“ ฉันไม่คิดว่าการหยุดเต็มรูปแบบสำหรับการเปิดตัวดาวเทียมจะใช้งานได้” โบลีย์กล่าว "อย่างไรก็ตามการชะลอตัวลงและชะลอการวางตำแหน่งดาวเทียม 100,000 ดวงจนกว่าเราจะมีกฎระหว่างประเทศที่ดีกว่าจะรอบคอบ"

หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้ได้รับการอัปเดตเวลา 11:30 น. ET ในวันที่ 6 มกราคม 2022 เพื่อชี้แจงข้อเท็จจริงเกี่ยวกับจำนวนดาวเทียมในลีโอ

เผยแพร่ครั้งแรกใน Live Science