Спутниковые мегаконстелляции могут представлять угрозу для спектра, который метеорологи стремятся защитить от радиочастотных помех.

На ежегодной встрече Американского метеорологического общества в Денвере метеорологи и эксперты по спектру выразили обеспокоенность по поводу предложений SpaceX по широкополосным сетям Starlink второго поколения и признали, что другие предлагаемые мегаконстелляции также могут создавать помехи.
SpaceX запросила у Федеральной комиссии связи США лицензию на передачу сигналов от станций gateway почти на 30 000 спутников Starlink второго поколения в диапазоне от 81 до 86 гигагерц.
“Огромное количество потенциальных станций восходящей линии связи gateway по всему миру может способствовать загрязнению соседних полос, и потребуется дальнейшая проверка”, - сказал Дэвид Любар, старший руководитель проекта Aerospace Corp., на встрече AMS. “Мы не знаем, будут ли их внеполосные выбросы вызывать беспокойство”.
Метеорологи улавливают слабые сигналы, указывающие на влажность над сушей в диапазоне от 86 до 92 гигагерц, примыкающем к полосам, которые Starlink предложил для восходящих линий связи.
Пока не ясно, будут ли восходящие линии Starlink представлять какую-либо опасность для метеорологических наблюдений, но прогнозы погоды основаны на пассивных радиометрах, которые улавливают слабые сигналы для определения водяного пара, осадков и температуры атмосферы в различных спектральных диапазонах.
“Эти полосы устанавливаются фундаментальными законами физики”, - сказал на встрече AMS Тони Макнелли, главный научный сотрудник исследовательского отдела Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды.
Дело осложняет тот факт, что “сигналы, которые мы ищем с помощью наших пассивных спутников, намного меньше, чем интерференционные картины, создаваемые некоторыми другими видами использования спектра”, - добавил Макналли. “Я бы сравнил это с попыткой смотреть на звезды ночью, когда кто-то направляет тебе в глаза невероятно яркий фонарик”.
Метеорологи искали защиту от нежелательных излучений в диапазоне 81-86 гигагерц на Всемирной конференции радиосвязи 2019 года в Египте. В то время делегатский орган Международного союза электросвязи отказался рассматривать этот вопрос.
В результате у FCC нет действующих правил, которые ограничивали бы использование SpaceX этой полосы.
“Какие-либо новые международные правила вряд ли будут введены в действие до 2027 года”, - сказал Любар.
Это лишь один пример того, с каким затруднительным положением сталкиваются метеорологи, пытаясь защитить атмосферные измерения и ретрансляцию метеорологических данных от радиочастотных помех.
Другая потенциальная проблема связана с пассивными измерениями, которые метеорологи проводят в диапазоне от 50,2 до 50,4 гигагерц. Тщательное наблюдение за этим диапазоном показывает температуры на различных уровнях атмосферы. Эти данные в сочетании с измерениями влажности в диапазоне от 180 до 184 гигагерц являются ключевыми элементами прогнозов погоды.
Существующие правила защищают диапазон частот от 50,2 до 50,4 гигагерц от помех, но сигналы настолько слабы, что могут быть заглушены шумом, излучаемым в соседних диапазонах.
“Эти системы в космосе измеряют чрезвычайно чувствительные частицы энергии”, - сказал Бо Бэкус, старший менеджер по спектру лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса. “Это делает необходимым, чтобы это было в охраняемых районах”.
Ожидается, что в следующем десятилетии будут запущены десятки тысяч спутников. Многие спутниковые операторы предлагают передавать данные на космические аппараты в диапазонах непосредственно выше и ниже диапазона от 50,2 до 50,4 гигагерц.
“Промышленность развивается быстрее, чем наши научные разработки”, - заявил на заседании AMS Майкл Фаррар, директор Национальных центров экологического прогнозирования Национальной метеорологической службы. “Эта проблема будет усугубляться. Мы должны построить процесс, который может быстро реагировать на эти сценарии ”.
Комитет по распределению радиосигналов Американского метеорологического общества также обеспокоен потенциальными помехами в диапазоне от 23 до 24 гигагерц, где микроволновый эхолот передовой технологии в объединенной полярной спутниковой системе Национального управления океанических и атмосферных исследований собирает пассивные измерения атмосферного водяного пара. Эти наблюдения в сочетании с данными других активных и пассивных датчиков на американских и международных спутниках помогают метеорологам прогнозировать траектории штормов и уровни осадков.
“Наши системы очень хорошо используют комбинации каналов”, - сказал Макналли. “Проблема в том, что если вы проиграете битву [за защиту] одного канала, вы можете эффективно уничтожить ценность каналов, которые не загрязнены, потому что у вас нет подтверждающих доказательств от канала, который вы потеряли. Качество прогнозов, которым мы наслаждаемся в нашем обществе, является результатом этого очень сложного многоканального использования в системах моделирования данных ”.
Источник: https://spacenews.com/ams-interference-2023/