Утечки сигналов Starlink мешают радиоастрономам ловить эхо ранней Вселенной

Радиоастрономы десятилетиями проектировали Square Kilometre Array Low (SKA-Low), чтобы услышать один из самых слабых сигналов в наблюдаемой Вселенной — излучение нейтрального водорода эпохи «космического рассвета», когда примерно 13 миллиардов лет назад зажглись первые звёзды. Вместо этого приборы всё чаще ловят электронный «мусор» со спутников SpaceX.

Речь идёт не о направленных широкополосных лучах, которые Starlink передаёт намеренно. Проблема — в паразитном излучении бортовой электроники, которое просачивается через конструкцию спутника и расходится по частотам, никем для этого не выделенным.

Что показало исследование

Команда Университета Кёртина использовала Engineering Development Array 2 — прототип станции SKA-Low в Австралии — и за 29 дней проанализировала около 76 миллионов радиоизображений. Результаты, опубликованные в журнале Astronomy & Astrophysics, оказались неутешительными: зафиксировано 112 534 отдельных излучения от 1806 уникальных спутников Starlink в диапазоне 73–235 МГц — как раз там, где работает SKA-Low.

Часть аппаратов раз в 100 секунд выдаёт периодические сигналы шириной 13 кГц около 137 МГц. Это не плановые сеансы связи, которые операторы могли бы обойти, а непредсказуемые аппаратные утечки. Смоделировать и вычесть такой сигнал из данных исследователи не могут.

Масштаб проблемы иллюстрируют цифры. Мощность утечек достигает 10⁶ Ян/луч, тогда как для регистрации водорода ранней Вселенной нужна чувствительность порядка 10⁻⁵ Ян — сами помехи примерно в 10 000 раз сильнее искомых космических сигналов. На отдельных частотах помехи Starlink присутствовали на 30% снимков, в том числе внутри защищённых МСЭ полос 73–74,6 МГц и 150,05–153 МГц, где сигналов быть не должно вовсе. По словам Стивена Тингея из Университета Кёртина, по яркости излучение сопоставимо с самыми мощными естественными радиоисточниками неба.

Формально никто не нарушает правил

Главная сложность — регуляторная. Международный союз электросвязи (МСЭ) защищает ряд астрономических полос лишь от намеренных передач. Непреднамеренное излучение аппаратуры остаётся в серой зоне и юридически «невидимо», даже когда попадает в охраняемый спектр. Авторы сравнивают это с правилами о тишине, которые запрещают шуметь нарочно, но игнорируют гудящий всю ночь кондиционер соседа.

SpaceX уже шла навстречу науке: спутники получили солнцезащитные козырьки против оптической засветки, а соглашение с NSF урегулировало часть высокочастотных радиополос. Но управление лучами не решает проблему низкочастотных утечек. МСЭ, как сообщается, обсуждает вопрос, однако обсуждение — не регулирование, а группировка уже превышает 6000 аппаратов. Компания знакома с выводами учёных и готова к диалогу о будущих изменениях в «железе».

Алгоритмическая фильтрация помех пока, по признанию исследователей, находится в зачаточном состоянии и может потребовать вычислительных мощностей, сопоставимых с обработкой самих научных данных. Настоящим решением остаются инженерные доработки — как это уже произошло с оптической яркостью. Вопрос лишь в том, успеют ли договориться, кто и как защищает радионебо, прежде чем окно возможностей закроется.

Источник: Hacker News