Astronomen haben einen cleveren „Trick“ entdeckt, um die Starlink-Fotobombe auf Hubble zu vermeiden

Für die meisten Astronomen, die das Universum fotografieren, ist ein klarer Himmel eine Voraussetzung. Während sich die Satellitenspuren jedoch ausbreiten, sehen Astronomen auf ihren Bildern viele Streifen. Dies gilt insbesondere für Personen, die professionelle bodengestützte und orbitale Teleskope verwenden. Als das Hubble-Weltraumteleskop seine Augen zum Himmel öffnete, umkreisten weniger als 500 Satelliten unseren Planeten. Mittlerweile sind es fast 8.000 von ihnen, die ihre Spuren am Himmel hinterlassen haben.

Die dünnen Bleistiftlinien in HST-Bildern können ein kritisches Ziel „verdecken“. Oder sie könnten einen ganzen Überwachungspfad zerstören. Der Betrieb eines Teleskops ist nicht billig, daher kostet die optisch erfasste Beobachtung den Steuerzahler viel Geld. Was also tun HST-Astronomen, wenn ein Satellitenstreifen auftritt?

Die gute Nachricht ist, dass es für HST noch nicht so schlecht ist

Es stellt sich heraus, dass Satellitenspuren für dieses Teleskop kein so großes Problem darstellen wie für andere. Dies liegt daran, dass es laut Dave Stark von STScI einen Trick gibt, um das HST-Bild zu kalibrieren. „Wir haben ein neues Tool zum Auffinden von Satellitenspuren entwickelt, das eine Verbesserung gegenüber früheren Satellitenprogrammen darstellt, da es viel empfindlicher ist. Daher glauben wir, dass es Satellitenspuren in Hubble-Bildern besser identifizieren und entfernen könnte.“

Das von Stark verwendete Tool basiert auf einer umfassenden Bildanalysetechnologie namens Radon Transform. Es handelt sich um einen mathematischen „Trick“, der der Fourier-Transformation ähnelt. Beide können auf die Bildrekonstruktion angewendet werden. Das bedeutet, dass die Satellitenspuren vorerst keine große Gefahr für die kontinuierliche Beobachtung des Teleskops darstellen.

Stark wandte das Tool über Hubbles Advanced Camera for Surveys (ACS) auf Satellitenspuren an. Jede wissenschaftliche Hubble-Beobachtung stammt aus einer Reihe mehrerer Aufnahmen desselben Himmelsziels. Ein Satellit, der das Sichtfeld durchquert, erscheint im Allgemeinen in einem Bild und nicht im darauffolgenden Bild. Etwa zehn Prozent der heutigen HST-Beobachtungen werden durch Satellitenflugbahnen beeinflusst.

„Die durchschnittliche Breite, die ich für die Satelliten gemessen habe, betrug 5 bis 10 Pixel“, sagte Stark. Das breiteste ACS hat eine Breite von 4.000 Pixeln, sodass eine typische Spur weniger als 0,5 Prozent einer einzelnen Belichtung beeinflusst. Wir können sie also nicht nur identifizieren, sondern sie haben auch keinen Einfluss auf die meisten Pixel in einzelnen Hubble-Bildern. Selbst wenn die Anzahl der Satelliten zunimmt, werden unsere Bildbereinigungstools immer noch ausreichend sein.“

Satellitenspuren finden und ausblenden

Stark und seine Kollegen haben eine Maskierungsroutine entwickelt, die erkennt, wo sich fehlerhafte Pixel befinden und wie stark sie ein Bild beeinträchtigen, und diese dann aufruft. „Wenn wir ihnen Bericht erstatten, sollten wir in der Lage sein, das gesamte Sichtfeld ohne Probleme wiederherzustellen, nachdem wir die Daten aller Aufnahmen integriert haben“, sagte Stark.

So wie es ist, fasst das Softwaretool das gesamte Licht entlang aller möglichen geraden Pfade durch ein gegebenes HST-Bild zusammen. Auf diese Weise werden die linearen Merkmale im Bild identifiziert und charakterisiert. Dieser Ansatz sammelt das gesamte Licht aus der Bahn des Satelliten und sorgt dafür, dass es im konvertierten Bild „aufplatzt“. Dieser Ansatz funktioniert sogar bei sehr schwachen Personen auf dem Originalfoto. Es reiht sich in einen umfangreichen Katalog von Werkzeugen ein, die Astronomen seit Jahren verwenden, um HST-Beobachtungen zu „bereinigen“.

Was ist mit bodengestützten Teleskopen und Satellitenspuren?

Dieselben Satelliten, die HST plagen, bereiten Astronomen Bedenken, wenn es um Beobachtungen mit professionellen bodengestützten Teleskopen geht. Es stellt sich heraus, dass sie sich an riesige Konstellationen wie Starlink von SpaceX anpassen können.

Wie auch immer es ist Es würde viele Telemetriedaten über diese Satelliten erfordern. Dadurch können Astronomen bei der Planung ihrer Beobachtungen die Satelliten „programmieren“. Die meisten Einrichtungen müssen ähnliche mathematische Lösungen finden, um die Bilder nachträglich zu korrigieren.

Natürlich wäre es sinnvoll, die Auswirkungen von Satelliten abzumildern, damit sie keine so große Herausforderung für die Astronomie darstellen. Es gab auch Hinweise darauf, dass Betreiber von Satellitensystemen versuchen, die Sichtbarkeit ihrer Weltraumanlagen einzuschränken, damit die Linien nicht so klar sind.

Welche endgültigen Auswirkungen haben diese Satelliten auf Bodeneinrichtungen? Beispielsweise befürchten die Betreiber des Vera C. Rubin-Teleskops in Chile, dass mindestens 30 % der Beobachtungen dieses Teleskops durch Satellitenleitungen beeinträchtigt werden. Dies stellt eine besondere Herausforderung dar, da das Teleskop so gebaut ist, dass es alles beobachten kann, von entfernten (und sehr lichtschwachen) Galaxien bis hin zu potenziell bedrohlichen erdnahen Asteroiden. Rubins Team arbeitet beispielsweise mit SpaceX-Ingenieuren zusammen, um Möglichkeiten zu finden, die Auswirkungen von Starlink-Satelliten abzumildern. Darüber hinaus müssen sie Softwarelösungen entdecken, genau wie HST-Mitarbeiter es für ihr Feedback tun.

Branchenrichtlinien zur Vermeidung von Satellitenspuren

Es gibt einige Richtlinien, die dazu beitragen können, Satellitenpfade für eine Vielzahl von Einrichtungen zu vereinfachen. Neben der Verdunkelung von Satellitenreflexionen und der Bereitstellung genauer Telemetrie gehört dazu auch, die Umlaufbahnhöhe unter 600 km zu halten (um die Anzahl der Satelliten zu reduzieren, die später in der Nacht gesehen werden können) und reflektierende Oberflächen wie Sonnenkollektoren so auszurichten, dass sie das Sonnenlicht nicht zurückreflektieren zur Erde und Minimierung der Satellitenzahlen.

Die Übernahme aller Richtlinien zur Abschwächung von Satellitenpfaden sollte theoretisch das Fotografieren des Nachthimmels für alle ein wenig einfacher machen und gleichzeitig dem wachsenden Bedarf an den Diensten Rechnung tragen, die diese Satellitenkonstellationen bieten.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht Das Universum heute Von Caroline Collins Petersen. Lies das Der Originalartikel ist hier.