Hikari Wooder
今日はBig Thinkの2023年11月16日の記事「Can technology save astronomy from light pollution?」（テクノロジーは光害から天文学を救えるか？）という記事をご紹介します。
はじめに
[要約] 何世紀もの間、人類は夜空の驚異に驚嘆してきたが、今日、天体の光景は光害の脅威にさらされている。LED照明の急増と、明るく反射率の高い人工衛星の急増により、天文学はかつてない課題に直面している。この記事では、光害と衛星干渉という差し迫った問題を探り、天文学の未来を守るための3つの技術的介入の可能性について掘り下げる。
Can technology save astronomy from light pollution?
光害と衛星干渉は、天文学にとって深刻な問題です。光害は、夜空の明るさを増し、天体の観測を困難にします。衛星干渉は、人工衛星の光や電波が天体観測の妨げになります。
光害は、LED照明の普及により、近年、急速に拡大しています。LED照明は、白熱灯や蛍光灯に比べて明るく、反射率も高いため、光害の原因となっています。
衛星干渉は、低軌道に多数の衛星を打ち上げる衛星コンステレーションの計画が進む中で、深刻化しています。衛星コンステレーションの衛星は、太陽光を反射して明るく光るため、天体観測の妨げになります。
光害と衛星干渉を防ぐためには、技術的な介入が不可欠です。光害については、LED照明の光害対策を強化し、夜間照明の使用を抑制するなどの対策が必要です。衛星干渉については、衛星の光や電波を低減する技術の開発が必要です。
光害と衛星干渉は、天文学のみならず、人類の文化遺産である夜空を守るためにも、早急に解決すべき課題です。
増大する脅威 光害
[要約] 20世紀から21世紀にかけて、電気照明は夜空を一変させ、天文学者が暗い天体を観測することをますます困難にしてきた。LED照明の出現はこの問題をさらに悪化させ、不必要な上方への照明は、夜間の明るさを年間10％近く増加させている。大切なダークスカイの場所ですら人工的な光の侵食に屈し、世界中の天文学研究の質を危うくしている。
Can technology save astronomy from light pollution?
光害は、天文学研究の質を危うくするだけでなく、人類の文化遺産である夜空を守ることにもつながります。光害問題の解決は、早急に取り組むべき課題です。
光害は、天文学にとっても、人類にとっても、深刻な問題です。光害を防ぐためには、以下のような対策が必要です。
- 光害の少ない照明器具の普及
- 夜間照明の使用を抑制する
- 光害対策の啓蒙活動
これらの対策を講じることで、光害の拡大を抑制し、夜空を守ることができるでしょう。
衛星の侵略： 新たな挑戦
[要約] スペースX社のスターリンク・プロジェクトに代表されるように、人工衛星の急増によって問題はさらに深刻化している。2019年には2000機弱だった衛星数は9000機以上に急増し、その大半がスターリンクに属している。肉眼で見え、天体画像に明るい筋を残すこれらの衛星は、観測データの質に重大な脅威をもたらす。ソフトウェアによる解決策を含む従来の緩和策では不十分であり、革新的なアプローチが必要である。
Can technology save astronomy from light pollution?
具体的には、以下の対策が考えられます。
- 衛星の光や電波を低減する技術の開発
- 衛星の軌道を調整する
- 衛星の数量を制限する
これらの対策を講じることで、光害と衛星干渉を軽減し、天文学の未来を守ることができるでしょう。
人工衛星の急増は、天文学にとって深刻な脅威です。光害によって、天体の観測が困難になり、天文学研究の質が低下します。また、人工衛星の光や電波は、天体観測に不可欠な赤外線や電波帯域を遮断する可能性もあります。
人工衛星の光や電波を低減する技術の開発は、喫緊の課題です。また、衛星の軌道や数量を調整することでも、光害と衛星干渉を軽減することができます。
技術的な解決法 – 希望の光
状況の深刻さを認識し、天文学者は光害と衛星干渉の影響を緩和する技術的解決策を模索しています。
照明器具の規制 – シンプルかつ効果的な解決策
[要約] アリゾナ州ツーソンをはじめとするいくつかの都市では、光害を最小限に抑えるために照明器具の規制を実施することに成功している。このような照明器具は、放射される光を下方に向けることで、上空の明るさを抑えながら地上の視認性を維持している。費用対効果は高いが、このソリューションの普及はまだ難しい。
Can technology save astronomy from light pollution?
照明器具の規制は、光害を抑制するためのシンプルかつ効果的な解決策です。照明器具の光を下方に向けることで、上方への光漏れを抑制し、夜空の明るさを低減することができます。また、地上の視認性を維持することもできます。
費用対効果も高く、既存の照明器具を交換するだけで、光害を抑制することができます。
しかし、照明器具の規制の普及は、まだ難しい状況にあります。その理由としては、以下のようなものが挙げられます。
- 照明器具の規制には、費用や手間がかかるため、自治体や事業者の協力が不可欠である。
- 光害に対する意識が低いため、規制の必要性を理解されていない場合がある。
これらの課題を克服するためには、以下の取り組みが必要と考えられます。
- 自治体や事業者による啓発活動の強化
- 光害の具体的な影響に関する情報の提供
- 光害対策の費用対効果の検証
これらの施策を講じることで、照明器具の規制の普及が促進され、光害の抑制が進むでしょう。
高速シャッター – 人工衛星に対抗する大胆な一手
[要約] ヴラド・パシュコフスキー率いるStealthTransitは、衛星汚染に対する画期的なアプローチを提案している。彼らのシステムは、ストリーキング衛星（※）の存在に積極的に反応する高速シャッターを使用している。衛星が視野に入ったときに望遠鏡のシャッターを瞬間的に閉じることで、天文学者は望遠鏡のハードウェアを損なうことなくストリークを除去することができる。この技術は有望ではあるが、プロ用の大型望遠鏡にはさらなる開発が必要である。
Can technology save astronomy from light pollution?
※「ストリーキング衛星」とは、写真に映る軌跡（しま状の線）を作る衛星の事
高速シャッターは、人工衛星汚染に対する画期的なアプローチとして、大きな期待が寄せられています。この技術は、ストリーキング衛星の存在に積極的に反応することで、天文学者が望遠鏡のハードウェアを損なうことなくストリークを除去することができます。
この技術のメリットは、以下のとおりです。
- 衛星の軌道や数量を調整する必要がないため、現実的な解決策である。
- 既存の望遠鏡を改造することで、すぐに導入することができる。
しかし、この技術には、以下の課題もあります。
- 高速シャッターを高速かつ正確に作動させる技術が必要である。
- プロ用の大型望遠鏡では、シャッターの高速化に伴う熱の問題が発生する可能性がある。
これらの課題を克服するためには、さらなる研究開発が必要となります。
高速シャッターが実用化されれば、人工衛星汚染による天体観測への影響を大幅に軽減することができます。また、天文学研究の進展にも大きく貢献するでしょう。
パルス照明と協調フリッカリング
StealthTransitの開発グループによって開発されたダークスカイ・プロテクターは、協調明滅のコンセプトに基づき、ユニークなソリューションを提供します。地域内のすべての照明の明滅を望遠鏡の高速シャッターと同期させることで、天文学者は光害の激しい地域でも観測を行うことができる。課題はまだ残っており、特に光学ロスの少ないシャッターの開発である。
Can technology save astronomy from light pollution?
パルス照明と協調フリッカリングは、光害対策の新たなアプローチとして、注目を集めています。この技術は、地域内のすべての照明の明滅を望遠鏡の高速シャッターと同期させることで、光害の影響を軽減します。
この技術のメリットは、以下のとおりです。
- 光害の原因である上方への光漏れを抑制することができる。
- 既存の照明器具を改造することで、すぐに導入することができる。
しかし、この技術には、以下の課題もあります。
- 照明の明滅を正確に同期させる技術が必要である。
- 高速シャッターを高速かつ正確に作動させる技術が必要である。
- 光学ロスの少ないシャッターが必要である。
これらの課題を克服するためには、さらなる研究開発が必要となります。
パルス照明と協調フリッカリングが実用化されれば、光害による天体観測への影響を大幅に軽減することができます。また、夜空の景観を守ることにも貢献するでしょう。
具体的には、以下の研究開発が期待されます。
天文学の明るい未来？
天文学者が光害と衛星干渉という2つの課題に取り組む中、これらの技術は観測天文学の未来に希望を与えてくれます。調整された照明、高速シャッター、調整された明滅など、夜空の原始的な美しさを守るための探求は続いている。これらの技術革新が、迫り来る闇とうまく闘い、人類が宇宙の神秘を探求し続けることができるかどうかは、時が経たなければわからない。
Can technology save astronomy from light pollution?
光害と衛星干渉は、天文学にとって深刻な課題です。しかし、近年、これらの課題を克服するための技術開発が進展しています。
照明器具の規制や、高速シャッター、パルス照明と協調フリッカリングなどの技術は、光害と衛星干渉による天体観測への影響を軽減する可能性を秘めています。
これらの技術が実用化されれば、天文学研究の進展に大きく貢献するでしょう。
特に、高速シャッターは、人工衛星汚染に対する画期的なアプローチとして、大きな期待が寄せられています。今後の実用化が期待されます。
また、パルス照明と協調フリッカリングは、光害対策の新たなアプローチとして、注目を集めています。既存の照明器具を改造することですぐに導入できるため、普及が進む可能性があります。
これらの技術は、それぞれにメリットと課題があります。今後の研究開発によって、これらの課題が克服されれば、光害対策の新たな選択肢として、広く普及していくでしょう。
したがって、天文学の未来は明るいと言えます。技術革新によって、光害と衛星干渉という課題を克服し、人類は宇宙の神秘を探求し続けることができるでしょう。
もちろん、技術革新だけでは解決できない課題もあります。例えば、光害や衛星干渉による環境への影響などです。これらの課題にも目を向け、解決に向けた取り組みが求められるでしょう。
しかし、技術革新と社会の理解が進むことで、天文学の未来はますます明るくなっていくでしょう。
