Američka tvrtka Reflect Orbital želi iz orbite usmjeravati Sunčevu svjetlost prema odabranim područjima na Zemlji i dugoročno razviti mrežu desetaka tisuća reflektirajućih satelita. Nova analiza pokazuje da bi jedno planirano zrcalo široko 54 metra moglo toliko posvijetliti nebo da bi se učinak osjetio desecima kilometara od osvijetljenog područja.
Plan da se noćni dio Zemlje osvjetljava Sunčevom svjetlošću iz orbite uskoro bi trebao dobiti prvi pravi test. Kalifornijska tvrtka Reflect Orbital dobila je od američke Savezne komisije za komunikacije dopuštenje za lansiranje demonstracijskog satelita Eärendil-1, koji bi u niskoj Zemljinoj orbiti otvorio reflektirajuću površinu dimenzija 18 × 18 metara. Tvrtka želi pokazati da se Sunčeva svjetlost može usmjeriti prema odabranoj lokaciji nakon zalaska Sunca.
No Eärendil-1 zamišljen je tek kao prvi korak. Reflect Orbital na svojoj stranici navodi postupno povećavanje flote na više od 1.000 satelita 2028., više od 5.000 do 2030. i više od 50.000 do 2035. godine. Budući veći sateliti trebali bi nositi reflektirajuće površine dimenzija 54 × 54 metra.
Novo istraživanje Miroslava Kocifaja sa Slovačke akademije znanosti, Gáspára Bakosa sa Sveučilišta Princeton i Františeka Kundracika sa Sveučilišta Comenius ispituje posljedicu koja se lako gubi u raspravama o samoj tehnologiji: što se događa sa svjetlošću kada takav snop uđe u Zemljinu atmosferu.
Svjetlost se ne zaustavlja na osvijetljenom području
Ideja Reflect Orbitala temelji se na usmjeravanju Sunčeve svjetlosti prema relativno malom području na tlu. Eärendil-1 trebao bi osvijetliti kružno područje polumjera oko 2,5 kilometara, a tvrtka među mogućim primjenama navodi produljenje rada solarnih elektrana i različite oblike rasvjete.
Problem je u atmosferi. Dio svjetlosti raspršuju molekule zraka, što se naziva Rayleighovim raspršenjem, dok drugi dio raspršuju sitne čestice i aerosoli. Svjetlost koja stigne do tla također se djelomično odbija prema atmosferi i ponovno raspršuje. Rezultat nije uredno ograničen svjetlosni krug, nego dodatna svjetlina koja se širi velikim dijelom okolnog neba.
Istraživači su izradili trodimenzionalne modele prijenosa svjetlosti kroz atmosferu i ispitali različite količine aerosola te površine različite reflektivnosti. Izračuni su provedeni za vedro nebo, što autori opisuju kao povoljniji scenarij jer tanki oblaci mogu dodatno promijeniti i proširiti područje na kojem je raspršena svjetlost vidljiva.
Jedno zrcalo zasjenilo bi puni Mjesec
Najizraženiji rezultati odnose se na veća zrcala dimenzija 54 × 54 metra koja Reflect Orbital predviđa za kasniju flotu, a ne na 18-metarski Eärendil-1. Za promatrača unutar osvijetljenog područja takav bi satelit dosegnuo prividnu magnitudu oko −16,7. To odgovara približno 40 puta većoj prividnoj svjetlini od punog Mjeseca.
Još je važniji učinak na ostatak neba. Unutar osvijetljenog područja raspršena svjetlost podigla bi svjetlinu neba na razinu usporedivu sa sumrakom nedugo nakon zalaska Sunca. Prema modelu, takvi uvjeti bili bi previše svijetli za normalan pogled na zvjezdano nebo.
Posljedice ne bi završile na rubu snopa. Na udaljenosti od približno 14 kilometara od njegova središta velik dio neba mogao bi biti svjetliji nego za punog Mjeseca. Čak i 34 kilometra dalje područje u smjeru snopa ostalo bi svjetlije od neba obasjanog Mjesecom. Autori zaključuju da bi jedno takvo zrcalo ozbiljno promijenilo noćni okoliš na udaljenostima do približno 30 kilometara.
U simuliranom scenariju u kojem bi 400 velikih zrcala istodobno osvjetljavalo isto područje, dodatna svjetlost bila bi jasno vidljiva s udaljenosti do približno 80 kilometara. Reflect Orbital na svojoj službenoj stranici navodi da bi se svjetlina usluge povećavala korištenjem većeg broja satelita, a za 2035. predviđa flotu veću od 50.000 letjelica.
Problem za astronomiju širi je od satelitskih tragova
Astronomi već godinama upozoravaju na rast broja satelita u niskoj Zemljinoj orbiti. Njihovi tragovi prelaze preko astronomskih snimaka, a velika ukupna količina reflektirane Sunčeve svjetlosti povećava i pozadinsku svjetlinu neba. Kozmos.hr je početkom srpnja pisao o tome koliko bi planirane megakonstelacije mogle otežati astronomiju sa Zemlje.
Svemirska zrcala uvode drukčiji problem jer je njihova osnovna funkcija proizvodnja snažnog odsjaja. Eärendil-1 dobio je dopuštenje za prvi test u srpnju, nakon postupka u kojem je pristiglo gotovo 1.900 javnih komentara. Odobrenje se odnosi na jedan demonstracijski satelit i ne predstavlja dozvolu za buduću konstelaciju.
Reflect Orbital navodi da želi surađivati s astronomskom zajednicom i regulatorima te tvrdi da će podatke iz prvih testova koristiti za razvoj budućih sustava. Tvrtka također priznaje da za svemirske usluge osvjetljavanja zasad ne postoji uspostavljen regulatorni okvir.
Prvi satelit neće stvoriti scenarij iz simulacije
Rezultate studije važno je pravilno tumačiti. Najdramatičniji izračuni odnose se na buduće zrcalo široko 54 metra, čija je površina devet puta veća od reflektora na Eärendilu-1. Autori procjenjuju da bi i 18-metarski demonstrator bio iznimno sjajan, ali njegov utjecaj ne bi dosezao razmjere modelirane za veće satelite.
Prvi let zato će pružiti podatke koji danas nedostaju. Pokazat će koliko se precizno snop može usmjeravati, kako se svjetlost ponaša u stvarnim atmosferskim uvjetima i koliko se izmjerena svjetlina razlikuje od modela. Ono što novo istraživanje već pokazuje jest da se procjena ove tehnologije ne može svesti na veličinu osvijetljenog kruga na tlu. Svjetlost koja prolazi kroz atmosferu postaje dio noćnog neba mnogo dalje od mjesta prema kojem je bila usmjerena.
