위성의 전파 간섭으로 인해 천문학이 위협받고 있습니다.

가시광선은 천문학자들이 우주를 연구하기 위해 사용하는 전자기 스펙트럼의 일부일 뿐입니다. James Webb 우주 망원경은 적외선을 볼 수 있도록 제작되었으며 다른 우주 망원경은 X선 이미지를 캡처하며 Green Bank Telescope, Very Large Array, Atacama Large Millimeter Array와 같은 천문대와 전 세계 수십 개의 천문대가 이 곳에서 일하고 있습니다. 라디오 파장.

전파 망원경이 문제에 직면해 있습니다. 모든 위성은 그 기능이 무엇이든 전파를 사용하여 정보를 지구 표면으로 전송합니다. 빛 공해가 별이 빛나는 밤하늘을 가릴 수 있는 것처럼, 무선 전송은 천문학자들이 블랙홀, 새로 생성되는 별 및 은하의 진화에 대해 배우기 위해 사용하는 전파를 압도할 수 있습니다.

우리는 천문학과 무선 기술 분야에서 일하는 세 명의 과학자입니다. 앞으로 수만 개의 위성이 궤도에 진입할 것으로 예상되고 지상에서의 사용이 증가함에 따라 무선 스펙트럼이 혼잡해지고 있습니다. 일반적으로 지상 기반 무선 전송이 제한되거나 금지되는 외딴 지역에 위치한 무선 조용한 구역(Radio Quiet Zone)은 과거에 무선 천문학을 보호해 왔습니다.

무선 오염 문제가 계속 증가함에 따라 과학자, 엔지니어 및 정책 입안자들은 제한된 범위의 무선 주파수를 모든 사람이 효과적으로 공유할 수 있는 방법을 알아내야 합니다. 지난 몇 년 동안 우리가 노력해 온 한 가지 해결책은 천문학자와 엔지니어가 밤하늘을 가리는 무선 간섭을 방지하기 위해 새로운 기술을 테스트할 수 있는 시설을 만드는 것입니다.

전파는 전자기 스펙트럼에서 가장 긴 파장 방출입니다. 즉, 전파의 두 피크 사이의 거리가 상대적으로 멀리 떨어져 있습니다. 전파 망원경은 밀리미터에서 미터 파장까지의 파장으로 전파를 수집합니다.

전파 망원경에 대해 잘 모르더라도 전파 망원경이 수행하는 연구에 대해 들어본 적이 있을 것입니다. 블랙홀 주변의 강착 원반에 대한 환상적인 최초의 이미지는 둘 다 Event Horizon Telescope에 의해 생성되었습니다. 이 망원경은 8개의 전파 망원경으로 구성된 글로벌 네트워크이며, 이벤트 호라이즌 망원경을 구성하는 각 개별 망원경은 무선 주파수 간섭이 거의 없는 장소, 즉 전파 조용한 구역에 위치해 있습니다.

무선 정숙 구역은 휴대폰 기지국과 같은 지상 기반 송신기가 민감한 무선 장비에 영향을 주지 않도록 전력 수준을 낮추어야 하는 지역입니다. 미국에는 그러한 구역이 두 개 있습니다. 가장 큰 것은 국립 라디오 콰이어트 존(National Radio Quiet Zone)으로 주로 웨스트버지니아와 버지니아에서 34,000제곱킬로미터(13,000제곱마일)를 차지합니다. 여기에는 그린 뱅크 전망대(Green Bank Observatory)가 포함되어 있습니다. 다른 하나인 콜로라도의 Table Mountain Field Site와 Radio Quiet Zone은 여러 연방 기관의 연구를 지원합니다.

호주, 남아프리카공화국, 중국에도 비슷한 전파 조용지대에 망원경이 있습니다.

Starlink와 같은 대형 위성 별자리는 밤하늘을 가로질러 일렬로 행진하는 것을 볼 수 있으며 가시 천문학과 전파 천문학 모두에 해를 끼칩니다.

1957년 10월 4일, 소련은 스푸트니크를 궤도에 발사했습니다. 작은 위성이 지구를 돌면서 전 세계의 아마추어 무선 애호가들은 위성이 지구로 전송하는 무선 신호를 포착할 수 있었습니다. 역사적인 비행 이후 무선 신호는 항공기 내비게이션부터 Wi-Fi에 이르기까지 현대 생활의 거의 모든 측면의 일부가 되었으며 위성의 수도 기하급수적으로 늘어났습니다.

무선 전송이 많을수록 무선 조용한 구역에서 간섭을 처리하는 것이 더 어려워집니다. 기존 법률은 파괴적인 영향을 미칠 수 있는 위성 송신기로부터 이러한 구역을 보호하지 않습니다. 일례로, 이리듐 위성의 전송은 전파 천문학에 할당된 보호 대역에서 생성된 희미한 별의 관측을 완전히 가렸습니다.

무선 간섭 문제는 새로운 것이 아닙니다.

1980년대에 러시아 전역 항법 위성 시스템(본질적으로 소련 버전의 GPS)은 전파 천문학을 위해 공식적으로 보호되는 주파수로 전송하기 시작했습니다. 연구원들은 이러한 간섭에 대해 여러 가지 수정 사항을 권장했습니다. 러시아 내비게이션 시스템 운영자가 위성의 전송 주파수를 변경하기로 합의했을 때 이미 테스트 및 통신 부족으로 인해 많은 피해가 발생했습니다.