Dünya'nın alçak yörüngesi uydu kaynamaya başladı ve bu durum sessizce evren görüşümüzü yok ediyor. Mevcut durumda yörüngede 14.000'den fazla uydu bulunuyor ve bu sayı hızla artıyor. Bu durum, gök bilimciler için ciddi bir sorun teşkil ediyor.
Uyduların neden olduğu ışık kirliliği, karasal gözlemevleri tarafından elde edilen görüntüler üzerinde şimdiden önemli bir etki yaratıyor. Binlerce yeni alçak yörünge (LEO) uydusu planlanırken, bu sorunun daha da kötüleşmesi bekleniyor.
Surrey Üniversitesi'nden astrofizikçi Astha Chaturvedi, "Gece gökyüzü, insanlığın evrene açılan en eski pencerelerinden biridir. Ancak nesneleri görmek giderek zorlaşıyor." diyor.
Chaturvedi ve Birleşik Krallık'taki bir araştırma ekibi, bu soruna bir çözüm bulmuş olabilir: Vantablack 310. Bu, uzay araçlarında kullanılmak üzere geliştirilmiş, şimdiye kadar geliştirilmiş en siyah malzemelerden birinin özel bir formülasyonu.
Laboratuvar testlerinde, uyduların Vantablack 310 ile kaplanması, gelen ışığın yalnızca yüzde 2'sinin yansıdığını gösterdi.
Chaturvedi, "Sonuçlarımız, görevin tasarımında büyük değişiklikler gerektirmeden uydu seçimlerinin astronomik gözlemleri nasıl etkileyeceği konusunda anlamlı bir fark yaratabileceğini gösteriyor." ifadelerini kullanıyor.
Araştırmacılar, fizik modellerini kullanarak farklı yörünge noktalarında siyah kaplamanın performansını test ettiler. Örneğin, parlak bir uydu, açık okyanus üzerinden olduğundan daha fazla kar üzerinde yansıtıcı oluyor.
En parlak durumda, Vantablack 310 kaplı uydu, AB parlaklık ölçeğinde (daha düşük değerler daha parlak anlamına gelir) 6,7 ila 7,0 arasında bir skor elde etti. Birçok simüle edilmiş yörünge, bu değerlerin oldukça üzerinde, 7,1 ila 7,8 aralığında sonuçlar üretti.
En kötü durumdaki 6,7'lik skor, Uluslararası Astronomi Birliği tarafından önerilen uydu ve yörünge nesneleri parlaklığı için magtitude-7 eşiğinin hemen altında kalıyor.
Bu değer, araştırmacılar tarafından test edilen kaplamasız bir uydunun elde ettiği magtitude 3,7'lik skordan da çok daha iyi. SpaceX'in Starlink uydularının parlaklığını azaltmak için DarkSat ve VisorSat gibi yöntemler denediğini de belirtmek gerekir. Vantablack 310, bu yöntemlere kıyasla benzer veya daha iyi performans gösterdi.
Araştırmacılar, yayınlanan makalelerinde, "Aynı geometrik ve alan varsayımları altında, kaplanmış yüzey, kaplamasız Starlink şasileri için bildirilenlerden daha soluk ve DarkSat ve VisorSat varyantlarına benzer veya daha soluk olan tepe parlaklık değerleri sağlıyor" diye yazıyor.
Ek olarak, ekip ultra-siyah kaplamanın işlenmiş uydu üzerindeki etkisini incelemek için bir elektron mikroskobu kullandı. Kaplamanın, ışığı hapsetme işlevini gören fiziksel özelliklerin kanıtı olan "kovuk benzeri girintilere sahip mercan benzeri özellikler" yarattığını buldular.
Vantablack 310, orijinal malzemenin nispeten yeni bir versiyonu olup, daha kolay uygulanabilir ve daha dayanıklı olacak şekilde tasarlanmıştır. Ancak araştırmacıların belirttiği gibi, tüm bunların uzayda test edilmesi gerekiyor.
Araştırmacılar, "Bu çalışmanın yalnızca optik performansa odaklandığını vurguluyoruz. Uzay aracı seviyesindeki termal davranış, çevresel dayanıklılık ve sistem entegrasyonu, özel termal-vakum testleri ve yörünge içi doğrulama gerektirir ve bu nedenle bu çalışmanın kapsamı dışındadır." diye belirtiyor.
Daha fazla deneyim planlanıyor ve Vantablack 310, Jovian-1 adlı yaklaşan bir CubeSat görevinde kullanılacak. Bu, uydu yörüngedeyken araştırmacıların yerden gerçek zamanlı parlaklık ölçümleri almasına olanak tanıyacak.
İletişim sistemleri (ve hatta yapay zeka veri merkezleri) için bu LEO uydularına giderek daha fazla bağımlı olacaksak, bunun gece gökyüzünün tam bir görünümünü elde etme yeteneğimizden ödün vererek olmaması gerekir. Bu ilk testler, Vantablack 310'un yardımcı olabileceğini gösteriyor, ancak yine de uzay enkazı sorunu için farklı bir çözüme ihtiyacımız olacak.
Surrey Üniversitesi'nden astrofizikçi Noelia Noël, "Uzay giderek kalabalıklaşıyor, bu da yalnızca gök bilimciler için değil, bozulmamış bir gece gökyüzünü önemseyen herkes için zorluklar yaratıyor. Bu araştırmayı teşvik edici kılan şey, sorunu belirlemenin ötesine geçerek pratik, kanıta dayalı çözümler geliştirmeye yönelik hareket etmesidir." diyor.
Araştırma, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımlandı.
