Dobývanie vesmírneho priestoru a činnosť človeka vo vesmíre je čoraz výraznejšie aj pri pohľade na nočnú oblohu. Pri stále ďalších misiách sa na orbitu Zeme dostávajú ďalšie desiatky nových satelitov, pričom najväčšiu kontroverziu v poslednom čase spôsobila spoločnosť SpaceX a jej satelity Starlink, ktoré sme mali možnosť vidieť aj nad našimi hlavami na Slovensku. Proti tomuto projektu sa však búri komunita astronómov, ktorí s príchodom satelitov zaznamenávajú nemalé problémy počas svojich pozorovaní. Problémov je ale omnoho viac.

Vesmír je skutočne úchvatný priestor, ktorý pred ľudským poznaním skrýva ešte množstvo tajomstiev. V objavovaní vesmíru človek najviac pokročil v uplynulých desaťročiach, kedy sa stavali mnohé veľké teleskopy a do vesmíru sa vyslali desiatky družíc. S nástupom modernej techniky sa množstvo satelitov v okolí Zeme poriadne rozrástlo a s tým sa objavil aj rad ďalších problémov.

V našom rozhovore sme vyspovedali známeho českého astronóma a astrofotografa. Petr Horálek je výraznou osobnosťou vo svojom odbore, kde dosiahol už mnoho významných úspechov a ocenení. Teraz nám priblížil problematiku satelitov v okolí Zeme, čo môže veľké množstvo satelitov Starlink spôsobiť, ale aj ako prebiehajú pozorovania astronómov a čo nás z astronomického hľadiska čaká v blízkej budúcnosti.

V rozhovore sa dozvieš:

• Aké problémy spôsobujú a môžu ďalej spôsobovať satelity na orbite Zeme.
• Ako a kedy pozorovať prelety týchto satelitov voľným okom.
• Čo je svetelné znečistenie a jeho vplyv na človeka.
• Akú hrozbu predstavuje vesmírny odpad.
• Bližšie detaily o technológiách v astronómií a pozorovaniach astronómov.
• Aké udalosti vo vesmíre nás čakajú v najbližších 10 rokoch.

Ahoj, Petr, mohol by si nám priblížiť, ako si sa ty dostal k tvojmu povolaniu astronóma? Čo ťa priviedlo na túto cestu?

Bola to moja babička, ktorá mi už v detstve vštepovala cit a úctu k prírode okolo nás a odsudzovala nezodpovedné správanie ľudí voči nej. Jedného jesenného večera mi ukázala Veľký voz a zaujalo ma, že po niekoľkých desiatkach minút zmenil svoju polohu voči vzdialeným stromom.

Práve ten pohyb hviezd a oblohy bolo to prvé, čo ma fascinovalo a priviedlo na cestu astronóma. Potom nasledoval krúžok astronómie v Pardubiciach, sprievodcovanie na miestnej hvezdárni, štúdium Teoretickej fyziky a astrofyziky v Brne a nakoniec stáže pre Európske južné observatórium.

Naša planéta je obklopená množstvom techniky či satelitmi, ktoré sú v dnešnej dobe už jasne viditeľné ľudským okom. Aký je tvoj názor na čoraz častejšie vynášanie satelitov na orbitu Zeme? 

Nezastieram, že je to čím ďalej väčší problém. A nie len z pohľadu pozemského pozorovateľa nočnej oblohy. Vynášanie družíc sa doposiaľ neriadi žiadnou legislatívou a mimo verejnej zložky sa na vypúšťanie družíc podieľa čím ďalej viac súkromníkov (nehovoriac o tajných vojenských družiciach).

Prelet satelitov Starlink nad Brazíliou. Zdroj: Astro.cz

Pochopiteľne, družice sú vynášané na najrôznejšie orbity od stoviek po tisíce kilometrov nad zemským povrchom, a tak sa môže zdať, že je stále dosť priestoru na vynášanie ďalších strojov bez obáv z možných kolízií. Do mája 2019 bolo na obežnej dráhe Zeme 4 987 registrovaných družíc (otázka je, koľko ich bolo nepriznaných tajnými zložkami).

Potencionálna zrážka družíc Starlink 44 a AEolus. Zdroj: ESA

Relatívne malá hustota družíc na priestor, ktorý je na to využitý, napriek tomu sa už v roku 2009 dve družice zrazili a dodnes sa vysokou rýchlosťou v tej oblasti pohybujú nebezpečné fragmenty.

Najväčšiu kontroverziu spôsobuje SpaceX pod vedením Elona Muska, ktorá buduje obrovskú sieť satelitov pre poskytovanie vysokorýchlostného internetu a celkovo ich chce nasadiť až 12 000. Prevládajú skôr negatívne pocity z tohto projektu aj v tvojom prípade? 

Bohužiaľ áno, skôr (a hlavne) negatívne. Muska ako vizionára mám nesmierne rád a účel Starlink je tiež veľmi obdivuhodný, ale v tomto prípade prevládajú skôr negatíva.

Časozberný snímok dráh satelitov Starlink s dráhami hviezd v pozadí. Zdroj: Global Meteor Network

Musk týmto navýši počet družíc na obežnej dráhe na prakticky štvornásobok súčasného stavu, čím zahustí „prevádzku“ na obežnej dráhe, zvýši riziko kolízií a pre charakter družíc a ich špecifické žiarenie bude dosť negatívne ovplyvnená dôležitá časť astronomického výskumu – rádiová astronómia.

Komunita astronómov poukázala na problém, ktorý satelity Starlink spôsobujú pri pozorovaní nočnej oblohy. Dôvodom je ich reflektívny povrch, ktorý intenzívne odráža svetlo a narušuje tak činnosť vedcov. Stretol sa s týmto fenoménom pri svojej práci aj ty?

Samozrejme. Najmä v letných mesiacoch, kedy Slnko neklesá z našich zemepisných šírok hlboko pod obzor, sa družice nachádzajúce na vyšších dráhach neocitajú v zemskom tieni a sú ich vidieť desiatky za hodinu. S družicami Starlink sa situácia mnohonásobne zhorší.

Fotografia prelietajúcich družíc, ktoré narušujú pozorovanie vesmíru. Zdroj: Carsten Krege

Vedci ale poukazujú hlavne na spomínaný rádiový odbor (v ktorom sa dajú najlepšie pozorovať vzdialenej kúty vesmíru, ale aj mapovať povrchy asteroidov a mnoho ďalšieho, vlani napríklad práve tento odbor priniesol slávnu prvú fotografiu čiernej diery).

Prvá fotografia čiernej diery. Zdroj: ESO

Každý satelit bude vysielať rádiové signály v pásme 10,7-12,7 GHz, aby mohol komunikovať so Zemou a astronómovia, ktorí využívajú tieto rádiové vlny napríklad aj k mapovaniu výskytu vody vo vesmíre, budú mať naozaj veľké problémy.

Doteraz sa na orbitu Zeme dostali desiatky týchto satelitov, ktoré sme 6. januára pozorovali aj na nočnej oblohe nad Slovenskom. Budú takéto úkazy čoraz častejšie?

Áno, o dosť častejšie. Nakoniec to nebudú len „vláčiky“ jasných bodov na oblohe, ale celé siete viditeľné za súmraku a svitania.

SpaceX sa snaží tento problém vyriešiť špeciálnym náterom na povrchu satelitov. Ide o efektívne riešenie alebo je potrebné iný zásah, ktorý by zmenšil dopad na pozorovania?

Pre vyriešenie v optickom obore (družice nebudú tak viditeľné) je to trošku cesta dobrým smerom, ale problém s rádiovou astronómiou to vôbec nerieši. Vzhľadom na to, že sieť bude rovnomerne okolo celej planéty, astronómovia nemajú ani kde postaviť rádioteleskopy, aby boli v „tieni“ družíc Starlink.

Kde alebo ako môže bežný laik zistiť, či bude na oblohe prelietať skupina týchto satelitov? Môže si ich pomýliť napríklad s preletom lietadiel?

Najjednoduchšou cestou je webový portál www.heavens-above.com. Na stránke vpravo hore si navolíte súradnice svojho pozorovania a potom z výpočtu vyberiete „Starlink train“ alebo „Starlink leader“. Stránka sa stále aktualizuje, pribúdajú najnovšie „balíčky“ Starlink, ktoré sa postupne vysielajú na obežnú dráhu Zeme. Sú viditeľné vždy v priebehu súmraku a svitania, od lietadiel ich rozoznáme tak, že neblikajú signálnymi svetlami a nevydávajú žiadny zvuk.

Aký scenár nastane, ak bude mať SpaceX na oblohe všetkých 12 000 satelitov. Čo môže takáto konštelácia spôsobiť pri práci astronómom a bežným ľuďom?

Čo môže spôsobiť a spôsobí astronómom, som už vysvetlil. Bežní ľudia sa môžu rozlúčiť s romantickými súmrakmi, kde sa na oblohe postupne objavujú hviezdy, nebo bude skôr pripomínať akési riedke svetelné diaľnice s pomerne pravidelnými počtami zábleskov umelých „svetlušiek“ prelietajúcich od jedného obzoru k druhému. Či ak chcete: futuristické kozmické nádražie.

Victoria Girgis/Lowell Observatory

Samozrejme, nepotrvá to vždy celú noc. Veľkou mierou do ne/viditeľnosti družíc prispieva poloha človeka na zemeguli, resp. poloha Slnka pod obzorom. Napríklad u nás najhojnejšie obdobie pre sledovanie družíc je v dobe okolo letného slnovratu, kedy Slnko neklesá príliš hlboko pod obzor a mnoho družíc nezmizne v zemskom tieni.

Týka sa to ale predovšetkým družíc vo výškach rádovo tisícok kilometrov alebo družíc, ktoré lietajú nad severným obzorom, kam slnečné lúče dopadajú aj v priebehu miestnej polnoci.

Naopak, v rovníkových oblastiach, alebo v období zimných mesiacov dané krajiny ďalej od rovníka, Slnko zapadá hlboko pod obzor a družice (akékoľvek) sú pozorovateľné len pár desiatok minút po jeho západe, alebo pred východom. Takže družice nie vždy narušia vzhľad nočnej oblohy.

Môže spoločnosť projektom Starlink ovplyvniť aj predpoveď počasia? Budú mať satelity negatívny dopad na prácu meteorológov?

To zatiaľ vyzerá, že nie, pokiaľ budú kontrolované výšky družíc Starlink a meteorologických satelitov (kvôli kolízii) a rovnako sa bude rešpektovať využívanie konkrétnych rádiových frekvencií.

Veľkým problémom pre astronómov sú nielen satelity, ale aj svetelný smog, kvôli ktorému si mnohí ľudia nemôžu užiť pohľad na hviezdy. Ako vnímaš pri svojej práci astronóma túto zásadnú prekážku?

Tento problém považujem za jeden z ďaleko najhorších, s akým sa moderná civilizácia stretáva. Bohužiaľ už sa zďaleka nedotýka len práce astronómov, ale každého z nás. Svetelné znečistenie v súčasnej forme – biele netienené lampy, reklamy, osvetlené parkoviská, pamiatky a nádražia – prispieva k úmrtiu nočnej zveri, nebezpečiu na cestách v okolí oslnivých lámp a po novom taktiež v hlbokom zásahu do nášho zdravia.

Ukazuje sa, že nás to pripravuje o kvalitný spánok a v limitných prípadoch spôsobuje tvorbu rakoviny. V niektorých miestach sveta už teda existuje legislatíva (Slovinsko, Kanárske ostrovy, Čile, Nový Zéland, pravdepodobne sa pripojí Chorvátsko), ale na Slovensku a ani v Česku – navzdory jasne alarmujúcemu nebezpečiu – sa problém nerieši. Prečo? Pochopiteľne kvôli financiám.

Prednedávnom sa dokonca hovorilo o futuristickom projekte, ktorý chce na obežnú dráhu Zeme dostať reklamu. Satelity vytvárajúce logá a nápisy na nočnej oblohe by mohli byť pre astronómov hotovou katastrofou. 

Zo spomenutého hľadiska by to bola naozaj úplná katastrofa a nie iba pre astronómov. Len by to navýšilo dopad svetelného znečistenia na naše zdravie.

Okolo Zeme obieha aj veľké množstvo vesmírneho odpadu. Aký dopad majú úlomky a častí zariadení na pozorovania?

Áno, odpadu je tam naozaj veľa a na rôznych výškových hladinách. V tomto je mimochodom Starlink ďalšou hrozbou. Prináša so sebou zvýšenie rizika zrážky družice s nejakým objektom medziplanetárnej hmoty, prípadne aj s inou družicou. Prípad je to síce naozaj krajný, ale nie nereálny.

Starlink

Pokiaľ by došlo čo i len k jednej takejto zrážke (stačilo by napríklad s asteroidom o priemere basketbalovej lopty), nasledovali by nekontrolovateľné reťazové reakcie spojené s vystreleným „kozmickým odpadom“, ktorý by postupne zaplavil celý orbitálny priestor a znemožnil kozmické lety.

Množstvo vesmírneho odpadu môže ovplyvniť aj kozmické lety. Zdroj: ESA

Nekontrolované úlomky by v obrovských rýchlostiach odstreľovali ďalšie družice na rovnakej orbite (ako vo filme Gravitácia) a väčšie kusy by potom mohli dopadnúť aj na Zem.

Podarilo sa ti už niekedy zachytiť aj fotografiu starého vesmírneho odpadu? 

Nepochybne áno, aj keď nevedomky. Je známe, že isté percento „padajúcich hviezd“, teda aj meteorov na oblohe, nespôsobujú zrnká medziplanetárneho prachu, ale práve zánik nášho kozmického odpadu.

Okrem toho sa v našej slnečnej sústave nachádza asteroid, ktorý ešte v roku 1986 objavila Zdena Vávrová. V jeho pomenovaní sa však nachádza tvoje priezvisko. Ako si sa k niečomu takémuto vôbec dostal? 

Asteroid 6822 Horalek. Zdroj: ssd.jpl.nasa.gov

To bola veľká pocta Medzinárodnej astronomickej únie (IAU), podnietená česko-slovenskými astronómmi (slovenským astronómom Štefanom Kürtim a českou astronómkou Zdenou Vávrovou, objaviteľkou asteroidu). Chceli mi tak vyjadriť uznanie za moju prácu najmä v odbore astrofotografie a popularizácie astronómie po celom svete.

Pri pozorovaní vesmíru a vzdialených galaxií sa dnes používa špičková technika. Vedel by si nám povedať, aké najmodernejšie teleskopy a technológie majú astronómovia k dispozícii? 

V súčasnosti najväčšie pozemské ďalekohľady dosahujú svojim priemerom rádovo niekoľko metrov (najväčší má 10,4 metra, Gran Telescopio na Kanárskych ostrovoch). Teleskopy ale môžu aj veľkoplošne spolupracovať, a tak najväčší úspech minulého roka – záznam čiernej diery – vznikol súčinnosťou teleskopov na niekoľkých miestach sveta, vrátane Čile a Antarktídy.

ESO/C. Malin

Sila spočívala mimo iného práve v efektívnej ploche celej zemegule, na ktorej sú teleskopy rozmiestnené. Úchvatným a aktívnym systémom je observatórium ESO Paranal so štyrmi teleskopmi VLT (Very Large Telescope), každý s priemerom 8,2 metra.

Teleskopy pracujú samostatne, ale môžu aj súčinne a vďaka dosiaľ stále bezkonkurenčným pozorovacím podmienkam v čilskej púšti Atacama a dômyselným adaptívnym technológiám dosahujú výsledkov aj nad úroveň kozmických teleskopov.

Ako prebieha takéto pozorovanie a na čo všetko sa astronóm pri svojej práci sústredí? Ktorá udalosť v roku 2020 ťa láka najviac z hľadiska pozorovania? 

Tými najvýkonnejšími prístrojmi nemôže pozorovať každý. Je potreba mať napísaný projekt, odoslať žiadosť do centrály organizácie spravujúcej práve požadovaný ďalekohľad, a pokiaľ je projekt skutočne dobrý, je astronómom priradené tzv. pozorovacie okno – dostane termín, kedy môže ďalekohľad využiť. Obvykle sú to nejaké 2 – 4 noci.

Ďalekohľady sa dajú ovládať už aj na diaľku, čiže astronóm nemusí za každú cenu cestovať do Čile, ale je v kontakte s nejakým servisným technikom na mieste a s jeho pomocou pozorovanie realizuje. Pozorované výsledky sa potom analyzujú aj roky, potom je z toho vedecká práca, keď je úspešná, astronóm dostane nejaké „kredity“, s nimi má potom ľahší proces k získaniu ďalšieho pozorovacieho okna.

Zatmenie Slnka nad La Silla. Autor: Petr Horálek

Dnes sa ale nepracuje romanticky pod oblohou alebo s peknými obrázkami, ako si každý predstavuje, ale so sadou dát, grafmi, spektrami, výkonnými počítačmi, ktoré dané výsledky takpovediac „hltajú“. Astronóm teda veľkú časť svojho pracovného úsilia strávi za počítačom.

Expedícia Fulldome v apríli 2016. Na fotografii: Petr Horálek (vľavo) a astronóm Yuri Beletsky (vpravo). Zdroj: ESO/B. Tafreshi

Rok 2020 je však naozaj plný zaujímavých úkazov, na ktoré sa môže tešiť aj hocijaký laik. Uvidíme jasnú Venušu, meteorické roje, vzácne stretnutie Jupitera a Saturnu, dokonca aj nejaké zatmenia. To najkrajšie – úplné slnečné zatmenie 14. decembra – samozrejme bude viditeľné iba z Južnej Americky. A na to sa najviac teším práve ja.

Astronómovia dokážu vidieť stovky miliónov svetelných rokov vzdialené galaxie či hviezdy. Čo všetko obnáša táto oblasť, keby si sa ju snažil vysvetliť laikovi? 

Vesmír je skutočne obrovský a v zásade ani nemáme šancu uvidieť všetky jeho kúty. Dôvodom je konečná rýchlosť svetla. To sa šíri vesmírom zo všetkých hviezd, galaxií a ďalších žiariacich objektov vždy maximálne asi 300 000 kilometrov za sekundu.

Objekty ako galaxie alebo supernovy sú ale dostatočne jasné, takže ich obraz sme schopných vidieť aj na také vzdialenosti ako sú stovky miliónov svetelných rokov. Čím väčší priemer ďalekohľadu, tým viac svetla je sústredeného zo vzdialeného objektu, a tým viac detailov vidíme.

Fotografia vytvorená sériou záberov nočnej oblohy nad La Silla v roku 2015. Autor: Petr Horálek

Problém ale je, že to, čo vidíme, je v skutočnosti minulosť – práve kvôli tej konečnej rýchlosti svetla. Keď napríklad uvidíme ďalekohľadom výbuch supernovy v galaxii vzdialenej 60 miliónov svetelných rokov, alebo práve tento záblesk pri čiernej diere publikovaný v minulom roku, hľadíme do minulosti – stalo sa to pred 60 miliónmi rokov. Čo je tam teraz, nemôžeme vidieť, musíme počkať zas ďalších 60 miliónov rokov, než k nám svetlo z tohto objektu doputuje.

Slnečná koróna počas zatmenia Slnka (2.7.2019). Autor: Petr Horálek

A čím vzdialenejšie objekty vidíme, tým viac si môžeme byť istí, že už tam v našej súčasnosti dávno nie sú. A nemusíme ani sledovať ďaleké objekty, aby nás toto časové oneskorenie zasiahlo.

Už iba z Mesiaca k nám svetlo priletí asi za 1,3 sekundy, z Marsu pri najväčšom priblížení asi za 3 minúty, zo Slnka za 8 minút…čiže nielen, že sledujeme naozaj vzdialené objekty, ale zároveň naozaj hlbokú minulosť. A vďaka tomu sme taktiež schopní dohliadnuť prakticky k najútlejšej mladosti vesmíru.

Z tvojho pohľadu sa akým smerom bude vyvíjať technologická vyspelosť ľudstva v oblasti astronómie a aké potenciálne objavy nás môžu čakať? Bude to niečo veľkolepšejšie ako napríklad objav fotografie čiernej diery?

V tej najbližšej budúcnosti sa môžeme tešiť na dostavbu ELT – Extrémne veľkého ďalekohľadu na vrchole Cerro Armazones v Čile. Priemer jeho zrkadla bude mať cez 39 metrov (väčší ako basketbalová hala) a citlivosť o niekoľko rádov väčšiu ako u súčasných prístrojov.

Koncept ELT (Extremely Large Telescope). Takto bude vyzerať najväčší teleskop na svete s priemerom zrkadla až 39 metrov. Zdroj: ESO/L. Calçada

ELT bude mimo iného skúmať cudzie svety a zisťovať, či na nich sú podmienky vhodné pre život. Samozrejme, najväčšou otázkou ktorá zaujíma celé ľudstvo, je, či sme vo vesmíre sami.

Aj na to by mohol ďalekohľad priniesť odpovede. Tzv. prvé svetlo, teda prvé využitie k astronomickému pozorovaniu, má byť už v roku 2025. Čaká nás teda v skutku vzrušujúce desaťročie!