Цель исследования заключается в решении проблемы защиты астрономических наблюдений и сохранения качества ночного неба. В условиях, когда в ближайшем будущем на орбиту планируется вывести более 1,7 миллиона спутников, учёные по всему миру ищут способы уменьшить их отражательную способность, поскольку солнечный свет, отражённый от корпусов аппаратов, создаёт яркие следы и вспышки, мешающие работе телескопов и обзорам неба.
Такие отражения затрудняют обнаружение слабых объектов, включая астероиды, далёкие галактики и другие важные астрономические цели. Это делает задачу снижения яркости спутников особенно актуальной для современной наблюдательной астрономии.
В рамках исследования, опубликованного в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, учёные изучили свойства покрытия Vantablack 310, разработанного компанией Surrey NanoSystems. Этот материал относится к числу самых тёмных искусственных покрытий и способен поглощать большую часть падающего света, существенно снижая отражательную способность поверхности.
Исследователи провели лабораторные измерения того, как Vantablack 310 отражает свет при различных углах освещения и наблюдения, а затем использовали эти данные для моделирования того, как спутник с таким покрытием будет выглядеть с поверхности Земли.
Результаты моделирования показали, что использование такого покрытия может значительно уменьшить яркость спутников, приблизив её к пределам, рекомендованным Международным астрономическим союзом для минимизации помех наблюдениям. Это указывает на потенциальную возможность практического применения ультрачёрных материалов для снижения влияния спутниковых группировок на астрономию и качество ночного неба.
По словам ведущего автора исследования Астхи Чатурведи из Университета Суррея, ночное небо является одним из древнейших «окон» человечества во Вселенную, однако с каждым годом его становится всё труднее наблюдать. Она отметила, что результаты работы показывают, что относительно простые материалы могут существенно изменить влияние спутников без необходимости серьёзных изменений в их конструкции.
Покрытие Vantablack 310, созданное на основе одного из самых тёмных известных материалов, отражает лишь около 2% падающего света. При этом отражённый свет рассеивается более равномерно, что снижает вероятность ярких вспышек, характерных для обычных металлических поверхностей спутников.
Как отметила соавтор исследования, старший преподаватель астрофизики Университета Суррея доктор Ноэлия Ной, рост числа спутниковых группировок создаёт новые вызовы не только для астрономов, но и для всех, кто ценит тёмное и чистое ночное небо. Она подчеркнула, что данная работа демонстрирует переход от фиксации проблемы к разработке практических решений.
Исследователи отмечают, что технология Vantablack развивалась в сотрудничестве между научной группой Университета Суррея и компанией Surrey NanoSystems, что позволило объединить достижения астрофизики, инженерии и промышленности для решения прикладной задачи.
В настоящее время команда готовит эксперимент по проверке покрытия в условиях реального космоса в рамках миссии кубсата Jovian-1, в которой участвуют университеты Суррея, Портсмута и Саутгемптона. В ходе эксперимента планируется проверить как поведение материала в космической среде, так и возможность измерения его влияния на яркость спутника с поверхности Земли.
Исследование уже представлено на международном уровне, включая участие в семинаре Организации Объединённых Наций по вопросам тёмного и спокойного неба в Вене.
Авторы подчёркивают, что работа направлена на разработку научно обоснованных стратегий снижения влияния спутников на астрономические наблюдения при сохранении возможностей развития космических технологий.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.