Olemme vaarassa menettää tähtitaivaan
Ihmiskunnan historia on rakennettu monella tapaa taivaan kirkkaiden valopisteiden, tähtien ja planeettojen, varaan. Taivaankappaleiden liikkeet opettivat meidät mittaamaan aikaa paljon tarkemmin kuin oli mahdollista vain tarkkailemalla luonnon reagointia vuodenaikaisvaihteluihin. Opimme rakentamaan kalentereita voidaksemme kylvää satomme otolliseen aikaan sekä määrittämään paikkamme planeetan pinnalla navigoidaksemme maailman merillä. Niiden luomalle perustalle rakensime kokonaisen teknisen sivilisaation, saavuttaen valtavan määrän ymmärrystä maailmamme toiminnasta.
Tieteellinen työ asuttamamme planeetan ja maailmankaikkeuden ymmärtämiseksi opetti runsain mitoin lisää. Saavutimme tietämystä geometriasta ja differentiaalilaskennasta, opimme fysiikan alkeita muodostamalla vetovoimalakeja taivaankappaleiden liikkeiden perusteella. Newtonin gravitaatiolaki nojasi planeettojen liikkeisiin, samoin kuin Albert Einsteinin mukaan tuoma suhteellisuusteoria, joka varmennettiin tähtitieteen havainnoilla. Tähtitiede on avainasemassa, kun satelliittipaikannusjärjestelmä määrittää sijainnin alle metrin tarkkuudella planeettamme pinnalla. Se nojaa varhaisen maailmankaikkeuden kiintopisteisiin, kvasaareiksi kutsuttuihin aktivisiin galaksien ytimiin, jotka loistavat muuttumattomilla paikoilla kaukaisuudessa, taivaalla hitaasti liikkuvien tähtien taustalla. Tähtitieteessä on tutkittu pitkään niitäkin.
Ihmiskunta on katsellut taivaalla paljain silmin näkyviä muutamaa tuhatta tähteä aina. Tähtien, planeettojen, Auringon ja Kuun, komeettojen ja koko Linnunradan ymmärtämiseksi mielikuvituksemme on luonut mytologioita ja uskontoja, jotka värittävät edelleen ajatteluamme kaikissa kulttuureissa. Tähtitaivas on osa kulttuuriperintöämme, ja vaikka valosaaste estää sen katselun valtaosalta ihmisistä, se on sittenkin nähtävillä kaikessa kauneudessaan niissä viimeisissä pimeissä paikoissa, joita Maan pinnalta vielä voi löytää. Mutta nyt olemme vieläkin suuremmassa vaarassa menettää yhteytemme merkittävään osaan historiaamme ja sivilisaatiomme kehitystä, ja ikiaikaiseen uskomustemme lähteeseen.
Tähtitaivas on yksi viimeisiä todellisia yhteismaita ilmakehän ja valtamerten ohessa. Mutta aivan samoin kuin olemme saastuttamassa ja happamoittamassa meriä ja hukuttamassa niiden eliöstöä muoviroskaan, sekä muuttamassa ilmakehäämme kasvattamalla sen lämpötilaa ja horjuttaen vakautta, olemme hävittämässä taivaan tähdet näkyvistä. Kukaan ei sääntele taivaan kaupallista hyödyntämistä millään tavalla, mutta koska planeettamme kiertoratojen hyväksikäytöstä on saatavissa kaupallista hyötyä, ihmiskunta on menettämässä niin satunnaisen taivaan ihastelun kuin amatööriastronomiankin — unohtamatta tähtitaivasta ammattiastronomien havaintokohteena heidän pyrkimyksissään ymmärtää paikkaamme maailmankaikkeudessa, sekä sitä, miten universumimme toimii.
Muutaman kuukauden kuluttua yhdysvaltalaisen tähtitieteilijän Vera Rubinin mukaan nimetty observatorio aloittaa toimintansa Chilessä tarkoituksenaan kartoittaa likimain kaikkea, mitä taivaalla vain on kartoittamatta. Observatorio tuottaa aina kolmen päivän välein kartan koko eteläisestä taivaasta tutkien pimeää ainetta ja energiaa, galaksien gravitaatiolinssejä ja kaukaisia supernovia. Sen kartoista etsitään Aurinkokunnan pikkukappaleita läheisistä asteroideista aina ulkoplaneettakunnan kaukaisiin kohteisiin asti, ja havainnoista varmistuu lopulta onko Aurinkokunnassa jossakin kaukaisella radalla vielä tuntemattomia planeettoja. Vera Rubin observatorion havainnoista etsitään myös gravitaatioaaltojen lähteitä ja kartoitetaan koko Linnunradan rakennetta. Kyse on valtavasta tieteellisestä projektista, jonka tarkoituksena on tutkia ja testata niin maailmankaikkeuden ominaisuuksia, perimmäisiä fysiikan teorioita, kuin myös havaita omalle sivilisaatiollemme vaaralliset, mahdolliset Maan kanssa törmäyskurssilla olevat asteroidit. Suuri osa havainnoista menee kuitenkin pilalle, koska planeettaamme kiertävät satelliitit jättävät niihin peruuttamattomalla tavalla jälkensä.
Suunnilleen viimeisen viiden vuoden aikana ihmiskunta on laukaissut kiertoradalle tuhansia uusia satelliitteja. Niitä on Maata kiertävällä radalla nyt jo yli 11 000, ja määrä on vain kasvamassa nopeasti. Yksi ainoa yritys, SpaceX, on vastuussa lähes kahdesta kolmasosasta kiertoradalle laukaistuista satelliiteista, mutta muut yritykset seuraavat perässä, eikä mielikuvitukselle satelliittien käyttötarkoituksissa ja kaupallisissa mahdollisuuksissa näytä tulevan loppua. Ainakin kymmeniä tuhansia, mahdollisesti jopa satoja tuhansia uusia satelliitteja, on parhaillaan suunnitteilla laukaistaviksi taivaalle edellisten seuraksi. Vaikka ne toki hitaasti poistuvatkin alimmilta kiertoradoilta ja palavat poroksi ilmakehässä, satelliitteja on pian niin paljon, että jopa tähtien erottaminen taivaalta käy vaikeaksi.
Kommunikaatiosatelliiteilla on toki tehtävänsä, ja niitä tarvitaan nyky-yhteiskunnalle elintärkeiden verkkoyhteyksien toimittamiseksi kaukaisiinkin paikkoihin. Niistä on kuitenkin jo nyt tullut valtava taakka tähtitieteen tutkijoille, kun kirkkaat Auringon valoa heijastavat satelliitit kulkevat teleskooppien kuvakenttien ohi. Satelliitit häiritsevät merkittävällä tavalla myös pyrkimyksiä havaita taivaan kohteita radioaalloilla ja niiden palaminen yläilmakehässä tuo mukanaan kokonaan uusia ongelmia. Satojen ja tuhansien satelliittien palaessa ilmakehässä kitkan vaikutuksesta niiden saavutettua elinkaarensa pään ja poistuessa kiertoradalta, niiden metallit ja muut alkuaineet päätyvät palamiskaasuiksi yläilmakehän kerroksiin. Se on kokonaan uusi ulkoisvaikutus, jonka täysiä seurauksia emme osaa vielä edes arvailla. On kuitenkin jo runsaasti viitteitä, että ongelmia aiheutuu esimerkiksi otsonikerrokselle, jonka paksuutta satelliittien palamisessa vapautuvat alumiinioksidit vaikuttavat heikentävän. Näemme reaaliajassa millaiset vaikutukset satelliiteilla on ilmakehän herkkään kemialliseen tasapainoon muttemme enää voi tehdä juuri muuta kuin katsoa mitä seurauksia asialla on.
Tähtitieteilijät voivat tietenkin luottaa kasvavissa määrin itsekin avaruuteen laukaistujen observatorioiden ja teleskooppien havaintoihin, mutta se kaventaa valtavalla tavalla tieteellisessä käytössä olevaa instrumenttiarsenaalia ja heikentää tähtitieteen havaintomahdollisuuksia valtaosalle tähtitieteilijöistä. Maanpäällisistä havainnoista kaikki eivät myöskään koe kovia, koska tiettyjen kompaktien kohteiden havaintoihin satelliiteilla ei ole juurikaan vaikutusta. Laajempien taivaan kohteiden havaitsemisessa niistä tulee kuitenkin valtaisa ongelma, koska satelliittien taivaan kuviin piirtämät kirkkaat vivat (Kuva 2.) tuhoavat informaatiota vaikutuspiirissään olevista kameran pikseleistä.
Vaikutusten huomiointi ja poistaminen onnistuu jossakin määrin, mutta peruuttamatonta vahinkoa tähtitieteelle ei voida välttää. Kirkkaimpien satelliittien radat voidaan tuntea ja niiden vaikutukset huomioida, jolloin teleskooppi voidaan suunnata muualle tai havainnot keskeyttää ylilennon ajaksi. Se kuitenkin edellyttää nopeasti kasvavaa kirjastoa satellittien ratojen ominaisuuksista yhdistettynä niiden ennustettuun kirkkauteen niiden heijastaessa Auringon valoa. Epätarkkuudet ovat helposti niin suuria, että ennusteet menettävät merkityksensä. Ja koska kaikkia satelliittien jälkiä ei voida mitenkään välttää, on mahdollista suodattaa niitä pois algoritmisesti. Se onnistuu jossakin määrin, mutta tuo mukanaan uusia ongelmia. Havaintoaikataulujen muokkaaminen ja havaintojen käsittely tietokonealgoritmeilla on aikaavievää ja hankalaa, ja tuottaa siksi ylimääräisen taakan tutkijoiden harteille. Vaihtoehtoja ei kuitenkaan ole, koska suurten maanpäällisten instrumenttien kallista havaintoaikaa ei voi heittää hukkaan, vaan havainnoista on koetettava joka tapauksessa pelastaa se, mikä voidaan.
Paljon pahempaa on kuitenkin tulossa. Satelliittimuodostelmia suunnitellaan käytettäväksi pimeän taivaan muuttamiseen mainostauluksi. Kun taivaalla Maata kiertävät satelliittimuodostelmat varustaa tehokkailla lasereilla, niitä voi käyttää luomaan taivaalle yli taivaankannen liikkuvia mainoksia. Yötaivaan mainosten olisi oltava niin kirkkaita, että ne voitaisiin nähdä paljaalla silmällä Maan pinnalta, mikä tarkoittaisi niiden olevan vähintäänkin yhtä kirkkaita kuin kirkkaimpien tähtien. Se puolestaan tekisi niistä täydellisiä esteitä kaikille yrityksille havaita taivaan kohteita maanpinnalta tähtitieteellisillä instrumenteilla mainosten suunnassa. Siksi tähtitieteilijät haluavat kieltää kaikki pyrkimykset ottaa yötaivasta kaupallisten tiedotteiden näyttämöksi.
Kyse ei kuitenkaan ole vain tähtitieteilijöiden ongelmasta. Mainokset sulkisivat tehokkaasti näkymämme maailmankaikkeuteen kaikille, niin amatööriastronomeille kuin satunnaisille taivaan tarkkailijoillekin. Se hävittäisi näkyvistämme palan sivilisaatiomme merkittävää kulttuurihistoriaa, eikä mainoksilta voisi välttyä. Se tarkoittaisi kaupallisten tiedotteiden pakkosyöttämistä kaikille niiden alla eläville halusivat he sitten ottaa niitä vastaan tai eivät.
Ei kuitenkaan ole kansainvälisiä sopimuksia, jotka sääntelisivät lähiavaruuden käyttöä kaupallisiin tarkoituksiin sitovalla tavalla ja voisivat estää sen muuttumisen markkinavoimien temmellyskentäksi. On siksi poliitikkojen ja kansainvälisten yhteistyöelimien, kuten Yhdistyneiden Kansakuntien, tehtävä rakentaa sitova säännöstö, jonka puitteissa lähiavaruuden ehkäpä väistämätöntä kaupallistamista voidaan jatkossa harjoittaa. Tähtitiede on uhattuna, jos toimiin ei ryhdytä. Mutta siinä emme häviä vain kauniita kuvia tähtitaivaan kohteista, vaan mahdollisesti elintärkeitä ymmärryksen murusia universumin ja sitä kontrolloivien luonnonlakien toiminnasta sekä suurimmista tähtitieteellisistä havainnoista, joita tulevaisuus voi tuoda tullessaan.
Kirjoitukseen on inspiroinut Alexandra Witzen teksti ”Swarms of satellites are harming astronomy. Here’s how researchers are fighting back”.