Низкая околоземная орбита переполнена. И это портит наше представление о Вселенной.
Сейчас вокруг планеты вращается более 14 000 спутников. Эта цифра не только не снижается, но и стремительно растёт. Проблема заключается не только в визуальной неприглядности, но и в серьёзных научных трудностях. Спутники отражают солнечный свет, создавая полосы светового загрязнения, которые портят снимки, сделанные наземными телескопами. Тысячи новых аппаратов уже готовятся к запуску. Ситуация вот-вот станет гораздо, гораздо хуже.
«Ночное небо — одно из древнейших окон человечества во Вселенную… Но через него становится всё труднее смотреть» — Ашта Чатurvedи
Чатurvedи — астрофизик из Университета Суррея. Она и её команда из Великобритании, по их мнению, нашли решение. Оно называется Vantablack 313. Это специальный краситель для космических аппаратов, один из самых тёмных материалов, когда-либо созданных.
В лабораторных условиях он работает невероятно эффективно.
Покрытие спутника этим составом отражает лишь 2% падающего света. Всего ничтожная доля. Большинство поверхностей отражают гораздо больше света обратно на Землю. Чатurvedи отмечает, что применение этой краски просто. Для этого не нужно переделывать миссию с нуля.
Учёные запустили физические модели, чтобы понять, как краска ведёт себя на орбите. Блестящий спутник ярко светится над снежными просторами, но выглядит тускло над океаном. Условия переменчивы. С Vantablack изменчивость остаётся низкой. Покрытый спутник показал значения от 6 до 7 на шкале блеска (AB magnitude). Чем ниже число, тем ярче объект. В некоторых моделях «худшего сценария» яркость достигала значения 6. Это всё ещё достаточно тускло, чтобы оставаться под порогом, установленным Международным астрономическим союзом (IAU).
Для сравнения: непокрытый спутник SpaceX сиял как маяк, достигая блеска 3-й величины. Vantablack легко превосходит этот показатель. Он даже сравним или превосходит собственные попытки SpaceX, DarkSat и VisorSat, которые используют козырьки для затенения панелей.
«При идентичных геометрических и площадных предположениях покрытая поверхность даёт пиковые значения яркости, которые тусклее, чем те, что сообщаются для непокрытых корпусов Starlink»
Команда также изучила поверхность под микроскопом. Они обнаружили в покрытии «кораллоподобные структуры» и «углубления, похожие на полости». Именно эти текстуры задерживают свет.
Vantablack 313 — более новая версия. Его легче наносить. Он долговечен. Но ни одно из этих свойств ещё не было проверено в космосе. Исследователи осторожны.
Они тестировали только оптические характеристики. Они не проверяли, как краска переносит лютый холод глубокого космоса, радиацию или не начнет ли она шелушиться. Для таких тестов нужны вакуумные камеры. Реальная орбита. В этой статье эта часть работы оставлена на будущее.
Тем не менее, эксперименты уже запланированы. Vantablack отправится на миссию Jovian CubeSat. Затем исследователи наконец смогут измерить реальную яркость с Земли.
Мы будем всё больше полагаться на спутники на низкой околоземной орбите. Для интернета, конечно. Возможно, даже для центров обработки данных ИИ. Значит ли это, что нам придётся пожертвовать ночным небом? Эти тесты говорят «нет». Краска помогает. Однако она ничего не решает в проблеме космического мусора. Для этой проблемы нам понадобятся другие инструменты.
Ноелия Ноэль из Университета Суррея смотрит на это с надеждой.
«Позитивным моментом этого исследования является то, что оно выводит нас за рамки простой идентификации проблемы и двигает нас в сторону разработки практических, основанных на доказательствах решений»
Работа опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Пока мы ждем запуска CubeSat. До тех пор спутники продолжают становиться всё ярче.
