中からの光害、外からの光害。
天体観測に影響を及ぼす光害は大気光（airglow）や都市の光のような、地球側(大気圏内)だけではなく宇宙からの光に由来する光害も存在する。2019年から問題になっている星空を人工衛星の反射光による光害の問題（人工衛星が太陽光を反射しながら天体望遠鏡や電波望遠鏡あるいはカメラの前を通過して邪魔する問題）が時々話題に上るが問題解決には至ってない。そもそも、人工衛星が天体望遠鏡などの視野を通過することはこれまでも、比較的頻繁に起こっていたであろうが、なぜここへ来て問題になるのだろうか。すでに解決しているが、かつて衛星フレアが地上から見えていた衛星コンステレーションの一つとして、『イリジウム衛星』があった。イリジウム衛星の第1世代機は全部で66機打ち上げられ、それぞれ反射率の高い金属製の平面アンテナを装備していたことから、太陽光が反射して地上からも明るく輝いて見える『イリジウムフレア』が発生していた。イリジウム衛星が展開し始めた1990年代後半から一部の天文関係者の間では懸念が広がっていました。数はStarlinkよりも遥かに少なかったために衛星数が万単位のメガコンステレーションほど問題視されていなかったものの、衛星コンステレーションによって発生する衛星フレアが天文に与える影響が認知された最初の事例だった。現在、イリジウム衛星は第2世代機のイリジウムNEXT衛星に代替が進み、通信アンテナ技術の進歩もあり、現在は太陽光を強く反射するようなアンテナは装備されなくなり、以前のようなイリジウムフレアが見られることはなくなった。イリジウムフレアは、天体観測において障害となる衛星フレアを技術の発展や開発側の努力によってその発生を抑えて解決した事例となった。イリジウム衛星の姿勢はほとんど決まっているため、イリジウムフレアがいつ・どこで見えるかどうかは正確に予測することができ、イリジウムフレアが見えていた当時、都会でも見ることのできる天体現象の一つとして、一部の天文ファンからも親しまれた現象だった一面もある。ただし、昨今、問題になっているものはイリジウムフレアほどの明るさは、ないものの衛星数がけた違いに多いため問題も深刻化している。
Satellite Iridium flare on a moonlight night in Võru County, Estonia. The constellation «Ursa Major» is also visible.「星座干渉からの暗くて静かな空の保護のためのセンター」
About CPS
天文学者は、2019年5月に最初の60個のスターリンク衛星が打ち上げられたことで、衛星の星座の影響を鋭く認識するようになりました。その後、天文学、産業、宇宙政策、そしてより広いコミュニティから150人の専門家が数ヶ月の研究を行い、衛星星座が天文学に与える影響について発表し、出版しました。SATCON1ワークショップとDark & Quiet Skies 1カンファレンスの主な目標は、まず問題を特定し、緩和に向けた推奨事項を策定することでした。SATCON2とDark & Quiet Skies 2は、勧告を実施するための道筋を特定すると同時に、プラネタリウムオペレーター、アマチュア天文学者、先住民グループなど、天文学者や衛星業界を超えて利害関係者のグループを広げようとしました。利害関係者は、宇宙政策、規制、業界ガイドライン、天文観測、ソフトウェアなどの分野で協力しました。IAUセンターが2022年4月1日に選ばれ、2022年6月3日に発足したのは、この強固な基盤の上にあります。
https://cps.iau.org/science/scientific_bodies/centres/CPS/cps-background/
地上局、アンテナ、衛星、宇宙打上げ能力における最近の技術的進歩は、新しい通信ビジネスモデルや低遅延高帯域インターネットに対する高い需要と相まって、宇宙ベースのインターネット産業の急成長を牽引している（Daehnick et al.） 多くの企業が、特に商業用の非静止軌道の地球低軌道に、数百から数万個の衛星を持つ通信コンステレーションを計画し、現在実施している。2019年には、高度550キロメートルに4400基の衛星を配置する予定のスターリンクコンステレーションが、高度1200キロメートルに680基の衛星を配置する予定のワンウェブと並んで、第1期のコンステレーションの展開を開始した。この最初の2つのコンステレーションに続いて、この新しいタイプのコンステレーションへの関心が急速に高まり、国際電気通信連合への申請が現れ始め、数千個の衛星から数十万個の衛星までの提案が含まれるようになったのです。
Starlink Satellites Overhead
Response to SpaceX Starlink Low Earth Orbit Satellite Constellation - International Dark-Sky Association (darksky.org)
https://www.darksky.org/starlink-response/
衛星コンステレーションに関するIAUステートメント
IAU Statement on Satellite Constellations | IAU
https://www.iau.org/news/announcements/detail/ann19035/
Satellite Iridium flare on a moonlight night in Võru County, Estonia. The constellation «Ursa Major» is also visible.
Martin Mark, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
CPSとは
「星座干渉からの暗くて静かな空の保護のためのセンター」
[Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interference]（CPS）
About CPS 天文学者は、2019年5月に最初の60個のスターリンク衛星が打ち上げられたことで、衛星の星座の影響を鋭く認識するようになりました。その後、天文学、産業、宇宙政策、そしてより広いコミュニティから150人の専門家が数ヶ月の研究を行い、衛星星座が天文学に与える影響について発表し、出版しました。SATCON1ワークショップとDark & Quiet Skies 1カンファレンスの主な目標は、まず問題を特定し、緩和に向けた推奨事項を策定することでした。SATCON2とDark & Quiet Skies 2は、勧告を実施するための道筋を特定すると同時に、プラネタリウムオペレーター、アマチュア天文学者、先住民グループなど、天文学者や衛星業界を超えて利害関係者のグループを広げようとしました。利害関係者は、宇宙政策、規制、業界ガイドライン、天文観測、ソフトウェアなどの分野で協力しました。IAUセンターが2022年4月1日に選ばれ、2022年6月3日に発足したのは、この強固な基盤の上にあります。
CPSの背景説明
Background informationhttps://cps.iau.org/science/scientific_bodies/centres/CPS/cps-background/
地上局、アンテナ、衛星、宇宙打上げ能力における最近の技術的進歩は、新しい通信ビジネスモデルや低遅延高帯域インターネットに対する高い需要と相まって、宇宙ベースのインターネット産業の急成長を牽引している（Daehnick et al.） 多くの企業が、特に商業用の非静止軌道の地球低軌道に、数百から数万個の衛星を持つ通信コンステレーションを計画し、現在実施している。2019年には、高度550キロメートルに4400基の衛星を配置する予定のスターリンクコンステレーションが、高度1200キロメートルに680基の衛星を配置する予定のワンウェブと並んで、第1期のコンステレーションの展開を開始した。この最初の2つのコンステレーションに続いて、この新しいタイプのコンステレーションへの関心が急速に高まり、国際電気通信連合への申請が現れ始め、数千個の衛星から数十万個の衛星までの提案が含まれるようになったのです。
Starlink Satellites Overhead
時系列
2019年5月29日 国際ダークスカイ協会(IDA)
低軌道衛星「SpaceX Starlink」への対応についてResponse to SpaceX Starlink Low Earth Orbit Satellite Constellation - International Dark-Sky Association (darksky.org)
https://www.darksky.org/starlink-response/
スペースX社は、60基の人工衛星を地球低軌道（LEO）上に打ち上げました。太陽電池パネルなどの金属面が反射するため、夜間でも肉眼で確認することができる。打ち上げから数日、世界各地で目撃情報が相次いでいる。LEOにある人工衛星の数が急速に増えていることもあり、天文・星空観測の分野では、この人工衛星の視認性が懸念されている。この新しく配備された技術の影響についての疑問は、夜間の自然保護ネットワークに波及している。
現在までに、米国連邦通信委員会は、地球低軌道における7,000基以上のスペースX社の衛星の運用をすでに承認しています。少なくとも他の3社は、世界中の人々に信頼性の高いブロードバンドインターネットサービスを提供することを目的とした、同様の新しい衛星の大規模なグループの打ち上げに関心を示している。これらの計画により、地球低軌道上に数万個の衛星を設置することも容易に可能となる。
2019年6月3日 国際天文学連合（IAU）
スターリンク衛星が作る軌跡衛星コンステレーションに関するIAUステートメント
IAU Statement on Satellite Constellations | IAU
https://www.iau.org/news/announcements/detail/ann19035/
過去数十年にわたり、多くの重要な目的のために、人工衛星の設計、構築、および配備に多大な努力が払われてきた。最近では、衛星コンステレーションと呼ばれるネットワークが、主に低地球軌道に配備され、その数はますます増えており、サービスが行き届いていない地域や遠隔地への通信サービス提供など、様々な目的で計画されている。今年までは200機以下であった衛星の数は、現在急速に増加しており、数万機の衛星を配備する計画もある。その場合、衛星コンステレーションは、これまでに打ち上げられたすべての人工衛星の数を上回ることになる。
国際天文学連合（IAU）は、このような衛星コンステレーションを懸念しています。IAUは、暗い星空と電波の静かな星空は、私たちが属する宇宙の理解を深めるために不可欠であるだけでなく、全人類のための資源であり、夜行性の野生動物の保護に役立つという原則を受け入れています。夜空に散らばる何千もの可視衛星の影響はまだ理解されておらず、その善意にもかかわらず、これらの衛星コンステレーションはその両方を脅かす可能性があるのだ。
https://www.nao.ac.jp/news/topics/2019/20190709-satellites.html
2019年7月9日 自然科学研究機構 国立天文台
通信衛星群による天文観測への悪影響についての懸念表明 | 国立天文台(NAOJ)https://www.nao.ac.jp/news/topics/2019/20190709-satellites.html
現代社会では通信衛星や放送衛星によって、私たちは豊かな生活を送ることができます。衛星放送番組を日本中で楽しんだり、米国のGPS（全地球測位システム）や日本のQZSS（準天頂衛星システム「みちびき」）からの信号を携帯電話で受信することにより、自分の位置を正確に知ることができるのは、その例です。
一方、これらの衛星は太陽光を反射するため、天文研究用の可視・赤外線望遠鏡では「人工の星」として認識されます。さらに衛星と地上間の通信電波が、電波天文観測に影響を与えることもあります。このような状況から、国立天文台は天文観測環境を維持・保護するための活動を進めており、2019年4月1日に「周波数資源保護室」を設立したところです。
2019年5月24日、米国スペースX社は衛星通信によって世界中にインターネット接続サービスを提供するためのスターリンク（Starlink）衛星群の打ち上げを始めました。第1回目である今回は60基の打ち上げでしたが、最終的には総計12000基の衛星群から成る巨大通信衛星ネットワークを構築する計画です。この衛星群が完成すると、約200基の衛星（即ち、人工星）が常時空に見えると予想されています。実際に、米国アリゾナ州にあるローウェル天文台は、銀河の観測中にスターリンク衛星の光による多数の斜線が入った画像を取得しました。
これを踏まえ、世界の天文学者から成る国際組織・国際天文学連合は、スターリンク等の巨大衛星群による天文観測への懸念を表明する声明を6月3日に発表しました。この声明では、可視光線における観測への影響だけではなく、衛星と地上とを結ぶ無線通信による電波天文観測への懸念も表明しています。
国立天文台は、日本の天文学研究の中心機関として、すばる望遠鏡やアルマ望遠鏡等の研究施設を建設・運用し、数々の先端的研究成果を挙げてきました。宇宙、そして星空は全人類の宝です。人類がこの宇宙をよりよく知るためには、様々な波長において「空」がきれいに見える状態を維持することが必要です。このため国立天文台は、国際天文学連合や世界の天文研究機関と足並みをそろえ、関連衛星事業者の方々と協力して解決策を図っていくことが重要であると考えています。
皆様のご理解とご支援をよろしくお願いいたします。
2019年11月11日
SpaceX社の打ち上げにより、「巨大衛星」による天文学への脅威が浮き彫りに。
研究者は、何万もの通信衛星を軌道に乗せる計画によって、宇宙の科学的観測が妨げられることを懸念しています。
SpaceX launch highlights threat to astronomy from ‘megaconstellations’ (nature.com)https://www.nature.com/articles/d41586-019-03446-y
SpaceX, astronomers working to address brightness of Starlink satellites - SpaceNews
https://spacenews.com/spacex-astronomers-working-to-address-brightness-of-starlink-satellites/
https://www.nature.com/articles/d41586-020-00041-4
Impact of Satellite Constellations on Optical Astronomy and Recommendations Toward Mitigations · Vol. 52, Issue 2 (aas.org)
https://baas.aas.org/pub/2020i0206/release/1
衛星コンステレーション1（SATCON1）ワークショップは、2020年6月29日から7月2日にかけて事実上開催されました。ワークショップの報告書では、衛星コンステレーションが天文研究や人間の夜空体験に与える影響は、"無視できる "から "極端 "までと結論づけています。
地球低軌道に浮かぶ明るい人工衛星の大群は、光学および近赤外線（NIR）波長域の天体観測を根本的に変えることになる。太陽に照らされた衛星を通さない夜間撮影は、もはや常識となる。多くの企業や政府によって提案された10万機以上の低軌道衛星群が配備された場合、どのような緩和策を組み合わせても、以下の影響を完全に回避することはできない。
天文研究のための最近の技術開発、特に大型光学望遠鏡による広視野撮像は、何千ものLEOsatを迅速かつ経済的に打ち上げることができる宇宙・通信技術の新しい能力によって、大きな挑戦に直面しています。2010年、全米アカデミーの最新の天文学・天体物理学調査「New Worlds, New Horizons」が発表されたとき、この厄介な事態は私たちのコミュニティでは気づかれなかった。この1年で、空の様子は一変し、天文画像を汚染する衛星の軌跡の数はますます増えています。
多くの天文学的研究は、研究目的を達成するために必要な空のあらゆる部分を、視野全体にわたって均一な品質で観測するという条件でデータを収集しています。例えば、天の川銀河や近隣の銀河の恒星集団、地球近傍の危険な天体の探索、中性子星の合体など重力波の発生源の特定、太陽系外惑星の広域探索など、この分野で最も優先度の高い研究である。最低限、観測される領域の何割かは少数統計ではなく、系統的な不確かさによって制限される非常に大きなサンプル（例えば、Vera C. Rubin Observatoryからのもの）への影響を理解するためには、さらに難しいシミュレーションが必要とされます。例えば、精密宇宙論の1つの尺度は、暗い銀河のイメージを引き伸ばす重力弱レンズシアーであり、これらの衛星がこの分野に与える大きな影響を理解するためには、より複雑なモデリングが必要です。
初期の可視化シミュレーションでは、通信に特化した2つのLEO衛星コンステレーション、Starlink（Space Exploration holdings, LLC [SpaceX]が打ち上げ）とOneWebから予想される大きな負の影響を示しています。SATCON1 では、これらのプロジェクトの FCC への申請に従って、614 km 以下の第 2 世代 Starlink 衛星 30,000 機と 1200 km の OneWeb 衛星 48,000 機による LEOsats の可視性のシミュレーションが行われました。どの軌道高度でも、日没から天文薄明（太陽は地平線下18度）までの間、太陽に照らされた衛星の可視性はほぼ一定である。低軌道（～600km）と高軌道（～1200km）の重要な違いは、天文薄明間の夜間の視認性である。高高度の星座は、夏の間一晩中見えるが、薄明時に比べて見える数がわずかに減少するのみである。
科学的プログラムに対する最も有害な影響の緩和は、現在、世界中のプロの天文学者によって活発に検討されています。これらの調査は、LEOsatsの大規模なコンステレーション（2020年7月時点で9回の打ち上げによる538基の衛星）を初めて打ち上げた事業者であるSpaceX社との協力から恩恵を受けている。コンステレーション運用者と観測所の双方で変化が求められている。SpaceX社は、衛星の向き、太陽の遮蔽、表面の暗さによって、オペレータが反射光を減らすことができることを示した。個々の衛星の予測位置（またはエフェメライド）に関するより精度の高い公開データを得るための共同作業により、衛星通過中のポインティング回避や露出途中でのシャッターをある程度可能にすることができる。観測所では、衛星の数が増えるにつれて、よりダイナミックなスケジューリングと観測管理を行う必要がありますが、多くの科学プログラムでは、これらの対策も効果的ではありません。SATCON1には、250人以上の天文学者や商業衛星運用会社（主にSpaceX社）の技術者、その他の関係者が参加し、多くの結論と将来への提言が出されました。
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02480-5
https://www.nao.ac.jp/news/science/2020/20201208-ishigakijima.html
石垣島天文台のむりかぶし望遠鏡は、天体の明るさを3つの色（波長帯）で同時に測定することができます。同じ条件で取得した複数の色の情報を用いて人工衛星の明るさを評価することで、その塗装前後の変化をより良い精度で把握できます。こういったむりかぶし望遠鏡の特色を生かした人工衛星の観測を、2020年4月から6月にかけて行いました。その結果人工衛星は、黒く塗装すると表面の反射率が半分程度に抑えられること、そして塗装の有無によらず長い波長ほど明るく見える傾向があることが、世界で初めて明らかになりました。このような塗装を施すことで、天体観測への影響が軽減されることが期待できます。今後もさまざまな対策を講ずることで、宇宙利用と天文学が共存する未来が開拓されることでしょう。
この研究成果は、Horiuchi T. et al. “Simultaneous Multicolor Observations of Starlink’s Darksat by The Murikabushi Telescope with MITSuME”として、米国の天体物理学専門誌『アストロフィジカル・ジャーナル』に2020年12月7日付けで掲載されました。
https://www.nature.com/articles/d41586-021-01954-4
2022年05月26日
https://www.nature.com/articles/d41586-022-01420-9#ref-CR1
カリフォルニア州ホーソンの航空宇宙企業スペースX社が、インターネット通信衛星「スターリンク」の第一陣を打ち上げ、夜空の写真に写る衛星の筋が天文学者の関心を集めてから3年が経ちます。その後、多くのスターリンクが打ち上げられ、現在では2,300機以上が地球を周回しており、運用中の衛星のほぼ半分を占めている。
Starlink Satellites over Carson National Forest, New Mexico
2020年1月８日
スペースX社と天文学者、スターリンク衛星の明るさ対策に取り組むSpaceX, astronomers working to address brightness of Starlink satellites - SpaceNews
https://spacenews.com/spacex-astronomers-working-to-address-brightness-of-starlink-satellites/
ホノルル - SpaceXは、スターリンク衛星の明るさに対処するために天文学のコミュニティと協力することを約束すると述べているが、一部の天文学者は、このシステムや他の巨大衛星が彼らの分野に与える悪影響を懸念したままである。
1月6日に打ち上げられた最新のスターリンク衛星60基のうち1基は、明るさを抑えることを目的とした実験的なコーティングが施されていた。SpaceX社は、今後数週間でこれらのコーティングの効果を確認し、衛星自体の性能に与える影響も調査した上で、今後どのように進めるかを決定するとしています。
1月8日に行われた米国天文学会（AAS）の第235回会合で、SpaceX社の衛星政府関係担当副社長Patricia Cooper氏は、「我々の明るさと可視性のレベルは、我々にとって驚きでした」と述べました。SpaceX社のGwynne Shotwell社長も先月、SpaceX社は衛星の明るさに驚いていると述べている。
2020年01月09日
SpaceX、天文学への「メガコンステレーション」の脅威を軽減する黒い衛星をテスト。
最新の打ち上げでは、ブロードバンドインターネット衛星群からの反射を低減する「DarkSat」プロトタイプが含まれています。
SpaceX tests black satellite to reduce ‘megaconstellation’ threat to astronomy (nature.com)https://www.nature.com/articles/d41586-020-00041-4
ハワイ州ホノルル
航空宇宙企業のSpaceX社は1月6日、ブロードバンドインターネット衛星『Starlink』60基を軌道に打ち上げた--その中には、一部を黒く塗った『DarkSat』と呼ばれる衛星も含まれている。このDarkSatは、科学者が天体観測の妨げになると懸念する衛星「メガコンステレーション」の輝度を下げる戦略の1つを試しているのだ。
カリフォルニア州ホーソンのSpaceX社は、今年中に24基のスターリンクスを打ち上げることを目標としている。2020年代半ばには、数千から数万個の衛星が上空を飛び交うようになるかもしれない。その際、人工衛星に光が反射して明るい縞模様ができると、天体画像の劣化につながる。
カリフォルニア大学デービス校の物理学者で、チリに建設中のアメリカの大型望遠鏡Vera C. Rubin天文台の主任研究員であるTony Tyson氏は、「このせいで最近あまりよく眠れないと妻に愚痴ったものだ」と言う。(この望遠鏡は、暗黒物質の存在を証明する証拠を発見した故ルービン氏に敬意を表して、今週大型シノプティック・サーベイ望遠鏡から改名された）。
2020年8月25日
衛星コンステレーションが光学天文学に与える影響とその軽減に向けた提言Impact of Satellite Constellations on Optical Astronomy and Recommendations Toward Mitigations · Vol. 52, Issue 2 (aas.org)
https://baas.aas.org/pub/2020i0206/release/1
衛星コンステレーション1（SATCON1）ワークショップは、2020年6月29日から7月2日にかけて事実上開催されました。ワークショップの報告書では、衛星コンステレーションが天文研究や人間の夜空体験に与える影響は、"無視できる "から "極端 "までと結論づけています。
地球低軌道に浮かぶ明るい人工衛星の大群は、光学および近赤外線（NIR）波長域の天体観測を根本的に変えることになる。太陽に照らされた衛星を通さない夜間撮影は、もはや常識となる。多くの企業や政府によって提案された10万機以上の低軌道衛星群が配備された場合、どのような緩和策を組み合わせても、以下の影響を完全に回避することはできない。
天文研究のための最近の技術開発、特に大型光学望遠鏡による広視野撮像は、何千ものLEOsatを迅速かつ経済的に打ち上げることができる宇宙・通信技術の新しい能力によって、大きな挑戦に直面しています。2010年、全米アカデミーの最新の天文学・天体物理学調査「New Worlds, New Horizons」が発表されたとき、この厄介な事態は私たちのコミュニティでは気づかれなかった。この1年で、空の様子は一変し、天文画像を汚染する衛星の軌跡の数はますます増えています。
多くの天文学的研究は、研究目的を達成するために必要な空のあらゆる部分を、視野全体にわたって均一な品質で観測するという条件でデータを収集しています。例えば、天の川銀河や近隣の銀河の恒星集団、地球近傍の危険な天体の探索、中性子星の合体など重力波の発生源の特定、太陽系外惑星の広域探索など、この分野で最も優先度の高い研究である。最低限、観測される領域の何割かは少数統計ではなく、系統的な不確かさによって制限される非常に大きなサンプル（例えば、Vera C. Rubin Observatoryからのもの）への影響を理解するためには、さらに難しいシミュレーションが必要とされます。例えば、精密宇宙論の1つの尺度は、暗い銀河のイメージを引き伸ばす重力弱レンズシアーであり、これらの衛星がこの分野に与える大きな影響を理解するためには、より複雑なモデリングが必要です。
初期の可視化シミュレーションでは、通信に特化した2つのLEO衛星コンステレーション、Starlink（Space Exploration holdings, LLC [SpaceX]が打ち上げ）とOneWebから予想される大きな負の影響を示しています。SATCON1 では、これらのプロジェクトの FCC への申請に従って、614 km 以下の第 2 世代 Starlink 衛星 30,000 機と 1200 km の OneWeb 衛星 48,000 機による LEOsats の可視性のシミュレーションが行われました。どの軌道高度でも、日没から天文薄明（太陽は地平線下18度）までの間、太陽に照らされた衛星の可視性はほぼ一定である。低軌道（～600km）と高軌道（～1200km）の重要な違いは、天文薄明間の夜間の視認性である。高高度の星座は、夏の間一晩中見えるが、薄明時に比べて見える数がわずかに減少するのみである。
科学的プログラムに対する最も有害な影響の緩和は、現在、世界中のプロの天文学者によって活発に検討されています。これらの調査は、LEOsatsの大規模なコンステレーション（2020年7月時点で9回の打ち上げによる538基の衛星）を初めて打ち上げた事業者であるSpaceX社との協力から恩恵を受けている。コンステレーション運用者と観測所の双方で変化が求められている。SpaceX社は、衛星の向き、太陽の遮蔽、表面の暗さによって、オペレータが反射光を減らすことができることを示した。個々の衛星の予測位置（またはエフェメライド）に関するより精度の高い公開データを得るための共同作業により、衛星通過中のポインティング回避や露出途中でのシャッターをある程度可能にすることができる。観測所では、衛星の数が増えるにつれて、よりダイナミックなスケジューリングと観測管理を行う必要がありますが、多くの科学プログラムでは、これらの対策も効果的ではありません。SATCON1には、250人以上の天文学者や商業衛星運用会社（主にSpaceX社）の技術者、その他の関係者が参加し、多くの結論と将来への提言が出されました。
調査結果1
星座の明るい衛星の投影面密度は、地平線の近くと薄明時に最大となる。このため、LEO衛星は、地球近傍天体（NEO）、遠方の太陽系天体、および一瞬の重力波源の光学的対応などの薄明観測を必要とする科学プログラムに不相応に影響を及ぼす。星座のデザインによっては、LEO衛星が夜遅くまで見えることもあり、その影響はすべての天文プログラムに及ぶ。最悪の場合、最も深刻な影響を受ける科学プログラムに多大な影響を与えることが判明した。一方、影響の少ないプログラムでは、衛星を回避し、画像からトレイルを除去するための新しいソフトウェアやハードウェアが必要となり、影響は無視できる範囲から大きな範囲に及ぶ。
衛星の明るさによって、肉眼での見え方とセンサーの較正範囲という2つの段階的な影響があることがわかった。衛星が肉眼で見える場合、影響の範囲は、アマチュア天文家や天体写真家、そしておそらく先住民族や暦を守るために空を観察する宗教のメンバーなど、専門家ではない、肉眼での観察者にも広がる。見かけの明るさが肉眼で見えるレベル以下の衛星は、カメラのセンサーに補正不可能なアーチファクトが発生するほど明るい場合、天文科学にもっと深刻な影響を与える可能性があります。もちろん、もっと暗い衛星の場合は、トレイルそのものが残っているので、それに対処しなければならない。また、トレイルを完全に除去することができない場合、明るい衛星はシステマティックエラーを引き起こし、科学的調査に影響を与える可能性がある。
600km以下の衛星
600km以下のLEO衛星は、中緯度の天文台から天文薄明前後の数時間は見えるが、太陽黄昏前後の数時間は地球の影になり見えない（いくつかの衛星はその間にも見える）。このような見え方のため、これらの星座は薄明観測者に最も大きな影響を与える（前述の例参照）。これらの軌道は地球に近いため、これらの高度にある衛星は、同じ衛星がより高い軌道にある場合よりも明るくなる。このため、この基準を念頭に置いて設計を行わないと、人工衛星が肉眼で見ることのできる明るさの閾値を超える可能性が高くなる。600km超の人工衛星
600km以上の高度にある衛星は、上記のような影響を受けるだけでなく、一晩中照らされる可能性があるため、天文学者にとってはさらに大きな懸念材料となる。このような高高度の衛星群は、一晩中照明されるため、より多くの天文プログラムに影響を与えることになる。調査結果2
光学・近赤外線天文学に対する低軌道衛星の影響を軽減するためのアプローチは、6つの主要なカテゴリーに分類される。
- 低軌道衛星の打ち上げ数を減らす、もしくは打ち上げない。これは、影響をゼロにすることができる唯一のオプションである。
- 600km以下の軌道高度で衛星を展開する。
- 衛星のアルベドを下げる、反射した太陽光を遮蔽する、またはその組み合わせによって衛星を暗くする。（アルベド（albedo）とは、天体の外部からの入射光に対する、反射光の比である。反射能（はんしゃのう）とも言う。）
- 軌道上で各衛星の姿勢を制御し、地球への太陽光の反射が少なくなるようにする。
- 衛星の軌道や画像への影響を除去またはマスクする。
- のあるサテライトトレイルは避ける。
2020 年 8 月 26 日
人工衛星の「メガコンステレーション」は、天文学の画像をどのように破壊するのでしょうか？
巨大衛星群の影響に関する最も詳細な報告書は、観測へのダメージは避けられないとし、その緩和策を提示しています。
How satellite ‘megaconstellations’ will photobomb astronomy images (nature.com)https://www.nature.com/articles/d41586-020-02480-5
2020年12月 8日
黒い塗装で人工衛星の反射光が軽減されることを実証 | 国立天文台(NAOJ)https://www.nao.ac.jp/news/science/2020/20201208-ishigakijima.html
石垣島天文台のむりかぶし望遠鏡は、天体の明るさを3つの色（波長帯）で同時に測定することができます。同じ条件で取得した複数の色の情報を用いて人工衛星の明るさを評価することで、その塗装前後の変化をより良い精度で把握できます。こういったむりかぶし望遠鏡の特色を生かした人工衛星の観測を、2020年4月から6月にかけて行いました。その結果人工衛星は、黒く塗装すると表面の反射率が半分程度に抑えられること、そして塗装の有無によらず長い波長ほど明るく見える傾向があることが、世界で初めて明らかになりました。このような塗装を施すことで、天体観測への影響が軽減されることが期待できます。今後もさまざまな対策を講ずることで、宇宙利用と天文学が共存する未来が開拓されることでしょう。
この研究成果は、Horiuchi T. et al. “Simultaneous Multicolor Observations of Starlink’s Darksat by The Murikabushi Telescope with MITSuME”として、米国の天体物理学専門誌『アストロフィジカル・ジャーナル』に2020年12月7日付けで掲載されました。
2021 年 7 月 16 日
天文学者が巨大衛星群に関する世界的な議論を推進
国連と協力し、科学者たちは人工衛星の「巨大群」の基準を確立し、天体観測の混乱を軽減することを望んでいます。
Astronomers push for global debate on giant satellite swarms (nature.com)https://www.nature.com/articles/d41586-021-01954-4
この2年間に航空宇宙企業が打ち上げたインターネット衛星は約2,000基となり、現役の衛星の数はほぼ倍増しています。このため、天文学者をはじめとするスカイゲイザーは、夜空の観測に支障をきたすのではないかと懸念している。
このような懸念に対処するための最大の国際的な一歩として、来月開催される国連のフォーラムで、外交官たちは人類が「暗くて静かな空」を手に入れる権利を有するかどうかを議論するかもしれないのです。この議論は、科学者と一般市民が、今後さらに増えると予想される新しい人工衛星の洪水にどう対処するかの枠組みを作るきっかけとなるかもしれない。
2022年2月3日 国際天文学連合（IAU）
「the Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interference」の新しいIAUセンターの選定についてSelection of New IAU Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interference | Press Releases | IAU
https://www.iau.org/news/pressreleases/detail/iau2201/
国際天文学連合（IAU）は本日記者会見を行い、SKA天文台（SKAO）とNSFのNOIRLabを、IAUの新しいセンター「Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interference」の共同ホストとして選定したことを発表しました。このセンターは、地上での光学・電波天文学の観測や、人類の夜空の楽しみに対して、人工衛星による悪影響を軽減するために、様々な機関や個人と協力して、複数の地理的範囲にまたがる学際的な国際的取り組みを調整するものです。
国際天文学連合（IAU）は、主に地球の低軌道で打ち上げられ、計画されている衛星星座の数が増加していることを深く憂慮しています。IAUは、私たちが属する宇宙の理解を深めるだけでなく、全人類の文化遺産や夜行性の野生動物の保護に不可欠なものとして、暗くて電波の届かない空の原則を受け入れています。
2021年6月10日、IAUは「衛星干渉から暗くて静かな空を守るためのセンター」設立の呼びかけを開始しました。このたび、センターの共同主催者が決定しました。NSFのNOIRLabは米国の地上光学天文学のセンターであり、SKA Observatory（SKAO）は英国に本部を置き、オーストラリアと南アフリカに世界最強の電波望遠鏡ネットワークを提供する政府間組織です。
SKA天文台は、オーストラリアと南アフリカにある世界で最も強力な電波望遠鏡のネットワークを提供する、英国に本部を置く政府間組織です。センターは天文学者、衛星オペレータ、規制当局、そしてより広いコミュニティを集め、暗く静かな空を守るためにすべての関係者の橋渡しの役割を果たします。このセンターは、2つのホスト機関によって行われた膨大な作業と、より一般的な天文学のコミュニティの上に構築され、波長、既存の規制、予想される影響によって異なる観測所の様々な利益を認識することができます。この作業の一部は、SATCON2会議からの報告書、オンライン会議Dark and Quiet Skies for Science and Society I and II（UNOOSA、IAU、スペイン共催、NSFのNOIRLabからの支援）の報告書などの最近の報告書に概説されています。また、IAUとSKAOが常任オブザーバーとして参加している国連宇宙空間平和利用委員会（COPUOS）の第58回科学技術小委員会（STC）にて発表された「会議室論文」についても掲載されています。
2022年05月26日
持続不可能」：人工衛星の群れが天文学にもたらす脅威の高まりとは？
スペースX社をはじめとする各社は、夜空に浮かぶ人工衛星をより暗くするために、今もなお奮闘している。
‘Unsustainable’: how satellite swarms pose a rising threat to astronomy (nature.com)https://www.nature.com/articles/d41586-022-01420-9#ref-CR1
カリフォルニア州ホーソンの航空宇宙企業スペースX社が、インターネット通信衛星「スターリンク」の第一陣を打ち上げ、夜空の写真に写る衛星の筋が天文学者の関心を集めてから3年が経ちます。その後、多くのスターリンクが打ち上げられ、現在では2,300機以上が地球を周回しており、運用中の衛星のほぼ半分を占めている。
科学者たちは、この猛攻撃に対処するためにいくつかの進歩を遂げました。例えば、国際天文学連合（IAU）は、望遠鏡のオペレーターが衛星の位置を予測し、観測装置を別の場所に向けるためのツールを含むウェブサイトを数日中に公開する予定だ。
しかし、蓄積された証拠から、これらの衛星による「メガコンステレーション」が、世界中の天文台や他のスカイウォッチャーにどれだけ干渉するかが明らかになっている。そして、衛星会社はまだ解決策を見いだせないでいる。スペースX社は、スターリンクスに日除けシェードをつけて、夜空に映る姿を暗くすることでこの問題に対処しようとしていた。しかし、Nature誌の取材によると、同社はこれを中止したとのことだ。
今後数年間で、何万もの新しい人工衛星が打ち上げられる可能性がある。
Starlink Satellites over Carson National Forest, New Mexico
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