Dự án thiên văn radio đầy tham vọng nhất thế giới đang đối mặt với một thách thức bất ngờ từ không gian. Gần một phần ba số vệ tinh Starlink đang tạo ra các tín hiệu radio không mong muốn gây nhiễu cho Đài thiên văn Square Kilometer Array Observatory ( SKA ), đe dọa làm gián đoạn nghiên cứu đột phá về những khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ.
SKA đại diện cho khoản đầu tư lớn nhất của nhân loại trong lĩnh vực thiên văn radio, được thiết kế để nghiên cứu các hiện tượng như Kỷ nguyên Tái ion hóa - khi những ngôi sao đầu tiên thắp sáng vũ trụ tối tăm. Tuy nhiên, nghiên cứu mới sử dụng Engineering Development Array 2 ( EDA2 ) tại Tây Úc đã phát hiện nhiễu sóng radio từ 1.806 vệ tinh Starlink riêng biệt, chiếm 28% chòm sao nhân tạo trên quỹ đạo tại thời điểm quan sát.
Thống kê phát hiện Starlink
- Tổng số vệ tinh được xác định: 1.806 vệ tinh Starlink duy nhất
- Tỷ lệ phần trăm của chòm sao: 28% vệ tinh trên quỹ đạo
- Mô hình có vấn đề nhất: vệ tinh v2-mini Direct-to-Cell (71% số lần phát hiện)
- Thời gian quan sát: 29 lần quan sát riêng biệt trong 24 giờ trên các tần số khác nhau
 |
|---|
| Trang web này thảo luận về sự can thiệp từ các vệ tinh Starlink ảnh hưởng đến Đài quan sát Square Kilometer Array Observatory , một dự án quan trọng trong lĩnh vực thiên văn vô tuyến |
Vấn đề nhiễu sóng vượt xa hoạt động bình thường
Khác với truyền thông vệ tinh thông thường hoạt động trên các tần số được chỉ định, nhiễu sóng này đến từ bức xạ điện từ không mong muốn (UEMR) được tạo ra bởi hệ thống điện tử và hệ thống đẩy trên vệ tinh. Vấn đề đặc biệt nghiêm trọng vì nó xảy ra trong các dải tần số được cho là được bảo vệ cho thiên văn radio theo các hướng dẫn quốc tế.
Nhiễu sóng được phát hiện có cường độ đáng kinh ngạc. Các nhà khoa học đo được tín hiệu đạt 93 Jansky trên mỗi chùm tia, mạnh gấp 93.000 lần so với ngưỡng 1 milliJansky có thể làm gián đoạn các quan sát thiên văn quan trọng. Mức độ nhiễu sóng này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng nghiên cứu vũ trụ sơ khai của SKA , nơi các tín hiệu cực kỳ yếu từ hàng tỷ năm trước phải được phát hiện.
Jansky: Đơn vị đo cường độ sóng radio, được đặt theo tên nhà tiên phong thiên văn radio Karl Jansky
So sánh Cường độ Nhiễu sóng
- Nhiễu sóng Starlink được phát hiện: 93 Jansky trên mỗi chùm tia
- Ngưỡng gây gián đoạn thiên văn học: 1 milliJansky
- Mức độ nhiễu sóng: vượt quá mức chấp nhận được 93.000 lần
Khoảng trống quy định khiến khoa học trở nên dễ bị tổn thương
Vấn đề cốt lõi nằm ở điểm mù trong quy định. Trong khi các quy tắc viễn thông quốc tế quản lý chặt chẽ việc truyền tín hiệu radio có chủ ý, chúng hiện không quy định về phát thải không mong muốn từ hệ thống điện tử vệ tinh. Điều này tạo ra tình huống mà các công ty có thể phóng hàng nghìn vệ tinh mà không cần xem xét tác động của chúng đến nghiên cứu khoa học.
Các cuộc thảo luận cộng đồng cho thấy sự thất vọng với cách tiếp cận quy định này. Mô hình có vẻ rõ ràng: các nhà điều hành radio cá nhân phải đối mặt với tiền phạt vì truyền tín hiệu trái phép, trong khi các tập đoàn phóng các chòm sao siêu lớn hoạt động trong lãnh thổ không được quy định. Một số nhà quan sát lo ngại điều này tạo tiền례 mà các công ty có thể mở rộng hoạt động nhanh chóng, sau đó tuyên bố khó khăn kinh tế khi được yêu cầu giải quyết các vấn đề họ đã tạo ra.
Vấn đề giao thông không gian ngày càng gia tăng
Starlink không đơn độc trong cuộc chạy đua lên không gian này. Trung Quốc đang phát triển các chòm sao cạnh tranh, và hàng chục công ty khác lên kế hoạch cho các dự án tương tự. Sự tăng trưởng theo cấp số nhân trong việc phóng vệ tinh kể từ năm 2019 đã biến quỹ đạo Trái đất thấp từ một môi trường tương đối yên tĩnh thành một đường cao tốc nhộn nhịp của các thiết bị điện tử.
Các vệ tinh có vấn đề nhất dường như là các mẫu Direct-to-Cell mới hơn của Starlink , được thiết kế để giao tiếp trực tiếp với điện thoại thông minh. Những vệ tinh lớn hơn, mạnh hơn này tạo ra 71% nhiễu sóng được phát hiện, làm nổi bật cách khả năng vệ tinh tiến bộ có thể làm vấn đề tồi tệ hơn.
Thông số kỹ thuật Đài thiên văn SKA-Low
- Vị trí: Inyarrimanha Ilgari Bundara , Western Australia
- Tổng số anten dự kiến: 131.072 anten (512 trạm × 256 anten mỗi trạm)
- Thông số anten: Lưỡng cực dây 1,8 mét, mỗi cái nặng 1,6 kg
- Mục tiêu nghiên cứu chính: Nghiên cứu Kỷ nguyên Tái ion hóa
- Dải tần được bảo vệ: Ít hơn 5% phổ sóng radio dưới 5 GHz
Nỗ lực giảm thiểu và thách thức tương lai
Một số tiến bộ đang được thực hiện thông qua các thỏa thuận tự nguyện. SpaceX đã làm việc với một số đài thiên văn để tạm thời vô hiệu hóa truyền tín hiệu khi vệ tinh đi qua các vị trí kính thiên văn. Tuy nhiên, cách tiếp cận này không giải quyết được phát thải không mong muốn từ hệ thống đẩy và điện tử, không thể đơn giản tắt đi.
Cộng đồng thiên văn đang khám phá các giải pháp thay thế dựa trên không gian, nhưng quy mô đặt ra những thách thức to lớn. Việc di chuyển kính thiên văn radio lên quỹ đạo sẽ đòi hỏi phóng hàng trăm nghìn thành phần và hệ thống xử lý - một nhiệm vụ sẽ làm lu mờ ngay cả những chòm sao vệ tinh lớn nhất.
Khi nhiều quốc gia và công ty tham gia cuộc chạy đua không gian, cửa sổ để thiết lập các quy định hiệu quả có thể đang đóng lại. Câu hỏi không chỉ về việc bảo vệ một dự án khoa học, mà về việc liệu nhân loại có thể cân bằng tham vọng công nghệ với nhu cầu hiểu biết về vũ trụ xung quanh chúng ta.
SKA được thiết kế để trả lời các câu hỏi cơ bản về tiến hóa vũ trụ và bản chất của thực tại. Liệu nó có thể hoàn thành sứ mệnh đó có thể phụ thuộc vào việc tìm ra các giải pháp phù hợp cho cả ngành công nghiệp vệ tinh và cộng đồng khoa học - trước khi bầu trời trở nên quá đông đúc với những sáng tạo của chính chúng ta để có thể nhìn ra ngoài chúng.
Tham khảo: Nearly 1 in 3 Starlink satellites detected within the SKA-Low frequency band