Когда Сухани Гупта и ее сестра замечают более семи звезд с балкона в Гуруграме, они имеют повод для радости. Они выходят на улицу, открывают астрономическое приложение Stellarium и пытаются определить созвездия над головой. В городе, где ночное небо редко предлагает ясный вид на звезды, даже небольшое количество может превратить обычный вечер в особенный момент.
Сухани рассказала изданию The Better India, что ей и сестре становится радостно, когда они видят больше семи звезд в небе. Изначально сестры предполагали, что ограниченная видимость связана с загрязнением воздуха, поскольку Гуруграм часто окутан смогом. Однако поездки к бабушке и дедушке в Удхампур, Джамму и Кашмир, дали Сухани иной взгляд: небо там казалось гораздо щедрее звездами.
Она поняла, что звезды не внезапно умножились в горах, а изменилось что-то в окружающей обстановке. Это наблюдение побудило Сухани изучить проблему светового загрязнения — чрезмерное или неправильно направленное использование искусственного света, которое делает ночное небо ярче и затрудняет наблюдение за небесными объектами. К этому явлению могут способствовать здания, дороги, коммерческие объекты и другие источники наружного освещения.
Последствия этого явления выходят за рамки астрономии, затрагивая ночную дикую природу, экосистемы и воздействие темноты на человека. Но как школьница могла измерить проблему, которую многие взрослые едва замечают?
В мае 2025 года Сухани, которая в то время училась в 12 классе, начала самостоятельно осваивать обработку изображений и разрабатывала SkyQi — бесплатную онлайн-платформу, которая оценивает качество ночного неба на основе снимков, сделанных на смартфоны. Проект превратился в инициативу гражданской науки, привлекая наблюдения пользователей из десятков стран.
В 2026 году она углубила свое исследование, используя спутниковые данные NASA для анализа изменений в ночной яркости в 50 городах Индии в период с 2015 по 2025 год. Ее анализ показал, что средняя по городам измеренная ночная яркость в 2025 году была на 70% выше, чем в 2015 году, при этом 47 из 50 городов зафиксировали рост. Лех, известный своими темными небесами и астрономическим туризмом, продемонстрировал самый резкий рост в ее наборе данных — 546%.
Эти результаты не измеряют напрямую, насколько ярко кажется небо человеку на земле, однако они ставят под вопрос, как урбанизация, туризм и наружное освещение меняют ночи в Индии.
Для Сухани цель состоит в том, чтобы сделать эти изменения более очевидными, понятными и, в конечном итоге, решаемыми.
От кружка астрономии в школе к проблеме загрязнения
Интерес Сухани к световому загрязнению возник в 2024 году, когда она участвовала в космическом обществе своей школы. Во время метеорных дождей и других астрономических событий члены общества собирались в голосовом чате около 3 часов ночи, чтобы наблюдать за небом. Наблюдение за звездами требовало терпения: участники проводили около 30 минут на улице, позволяя глазам привыкнуть к темноте, прежде чем пытаться идентифицировать небесные объекты.
Сухани объяснила, что хотя обычно это делается для адаптации к яркости Луны, смог в их небе был гораздо сильнее, и именно так она заинтересовалась световым загрязнением. Она начала смотреть видео на YouTube и читать исследования о влиянии искусственного света на здоровье человека, дикую природу, экосистемы и астрономию.
Она отметила, что, в отличие от других видов загрязнения, таких как воздух, вода или шум, световое загрязнение накапливалось постепенно, поэтому они даже не осознавали, что оно захватывает их небеса. В отличие от загрязненной реки или видимого шлейфа дыма, все более яркое ночное небо может быть трудно распознать как экологическое изменение. Новые здания, освещенная реклама, уличные фонари и коммерческие пространства могут создавать впечатление большей безопасности или развития города. Тем не менее, совокупный эффект ненужного или неправильно направленного освещения может уменьшить темноту, которая ранее позволяла людям видеть звезды.
Сухани хотела понять, как можно измерить это постепенное изменение. Ей также нужен был метод, который не требовал бы дорогостоящего оборудования или специализированных астрономических знаний.
Может ли смартфон измерить ночное небо?
Профессиональные астрономы используют приборы под названием Sky Quality Meters для измерения яркости ночного неба. Эти устройства предоставляют числовые показатели, помогающие наблюдателям оценить степень темноты местности. Однако их стоимость может быть недоступна для студентов, любителей астрономии и общественных групп.
Сухани начала исследовать, может ли обычная камера смартфона предложить альтернативу. Она уже имела опыт работы с Arduinos и Raspberry Pi, а также создавала визуальную помощь для слепых людей с использованием моделей компьютерного зрения и языковых моделей. Ее родители помогли ей развить необходимые навыки для проекта. Оба являются инженерами-программистами из BITS Pilani, а ее мать работала над обработкой изображений для телефонов Nokia.
«Моя мама научила меня концепциям и многому другому по Python по пути», — говорит Сухани. Она дополняла эти уроки научными статьями, библиотеками программирования и помощью отца. Она также использовала ИИ в качестве учебного пособия при попытке понять методы, которые астрономы используют для оценки ночного неба, включая шкалу Бортля.
Шкала Бортля классифицирует ночные небеса в зависимости от их темноты и видимости звезд и других небесных объектов. На одном конце находятся сильно загрязненные светом городские небеса, а на другом — исключительно темные небеса, где видны Млечный Путь и тусклые небесные объекты.
Сухани начала разрабатывать SkyQi в мае 2025 года. Первая версия оценивала общую яркость фотографии и преобразовывала ее в балл. Однако результаты оказывались ненадежными. Облачное небо могло быть ошибочно принято за загрязненное светом, а датчик камеры мог засчитывать яркие пиксели как звезды, в то время как переэкспонированные фотографии могли исказить показания.
«Я поняла, что одного измерения недостаточно», — говорит она. Она переработала платформу, чтобы оценивать три показателя: количество видимых звезд, разницу в яркости между горизонтом и небом прямо над головой, а также рассчитанную яркость неба. Платформа сравнивает эти измерения, чтобы определить, согласуются ли они в целом. Если они совпадают, присваивается уровень достоверности показанию; если нет, результат может быть помечен как менее надежный.
SkyQi заработал в сентябре 2025 года. Однако предоставление платформы в доступность было лишь началом. Сухани вскоре обнаружила, что ее формула классифицировала слишком много фотографий, включая некоторые, сделанные в городах, как почти идеально темные, поскольку расчет достиг своего предела измерений. Она скорректировала метод, чтобы учитывать информацию, записанную камерами смартфонов, в частности скорость затвора и настройки ISO. «Два телефона могут сфотографировать одно и то же небо и получить очень разные изображения, а более длительная экспозиция делает небо ярче, поэтому знание настроек позволяет мне это исправить», — объясняет она. Когда эти детали отсутствуют, как может произойти при пересылке фотографий через WhatsApp или редактировании, SkyQi использует опубликованный мировой атлас светового загрязнения в качестве отправной точки и корректирует оценку с помощью информации с фотографии. Он помечает такие результаты как «Оценочные». Платформа также проверяет прогнозы облачности для местоположения и помечает наблюдения, которые могли быть затронуты облаками. Система продолжает развиваться. В настоящее время SkyQi использует общий калибр для различных моделей телефонов, в то время как калибровка, специфичная для модели, остается частью планов Сухани.
Что делает показание надежным?
Облака могут скрывать звезды, одновременно отражая искусственный свет на землю. Лунный свет может сделать небо ярче, а движение камеры — размыть звезды или затруднить их идентификацию. Обработка изображений на смартфоне может дополнительно изменить кажущуюся яркость фотографии. Поэтому SkyQi не полагается на один показатель. Он сравнивает три измерения и присваивает высокий, средний или низкий уровень достоверности в зависимости от того, насколько последовательно они указывают на один и тот же вывод.
Показание высокой достоверности не гарантирует, что результат верен. Это означает, что доступные индикаторы согласуются друг с другом. Сухани протестировала более раннюю версию платформы на 104 эталонных изображениях ночного неба с известной классификацией Бортля. По ее словам, результат SkyQi соответствовал классу Бортля эталона примерно в 65% случаев. Однако инструмент еще не был проверен с помощью профессионального измерителя качества неба.
«У меня нет профессионального измерителя качества неба, но есть тот, который я сделала сама с помощью Arduino. Таким образом, я еще не сравнивала его с профессиональным измерителем качества неба», — говорит она изданию The Better India. За сентябрь поступило несколько сотен фотографий, содержащих полные настройки камеры, и Сухани надеется использовать эти наблюдения для улучшения калибровки платформы. Пока она описывает SkyQi как инструмент гражданской науки, а не как замену профессиональным приборам. Его ценность частично заключается в помощи людям в сборе наблюдений из разных мест и, в идеале, в повторении их с течением времени. Она рекомендует фотографировать небо в ясные ночи, предпочтительно когда Луна не видна, и не менее полутора часов после захода солнца. Пользователи должны отойти от прямых источников света, держать телефоны неподвижно, направлять их на открытое небо и загружать оригинальные, нередактированные фотографии.
Что показали 50 городов Индии?
Как только SkyQi начал работу, Сухани обратилась к более широкому вопросу: стали ли ночные небеса Индии ярче за последнее десятилетие? В 2026 году она проанализировала спутниковые данные NASA, охватывающие 50 городов Индии в 2015, 2020 и 2025 годах. Ее отчет показал, что средняя по городам измеренная ночная яркость в 2025 году была на 70% выше, чем в 2015 году. Сорок семь городов зафиксировали увеличение за этот период.
Лех выделился, поскольку согласно ее анализу, спутниково наблюдаемая ночная яркость выросла на 546%. «Лех — одно из немногих мест с темным небом, оставшихся в нашей стране, и, несмотря на то, что это отдаленное высокогорное место, мы наблюдаем рост уровня светового загрязнения», — говорит она. Этот вывод вызывает особую озабоченность, поскольку Лех и более широкий регион Ладак связаны с высокогорными ландшафтами, астрономией и относительно темными небесами.
Сухани указывает на урбанизацию и рост туристической инфраструктуры как на возможные факторы увеличения искусственного освещения. Отели, гостевые дома, рестораны и другие объекты расширились в местах, которые ранее были менее развитыми. Это создает парадокс: посетители едут в Ладак, чтобы насладиться его ночным небом, но инфраструктура, построенная для их размещения, может привнести дополнительный искусственный свет. Например, сообщества вокруг Ханле развили гостевые дома и туризм, связанный с астрономией, при этом жители обучаются принимать посетителей в качестве гидов по астрономии, иногда известных как Астро-послы. Таким образом, защита темного неба может быть важна не только для астрономических исследований, но и для экономики туризма, которая от него зависит.
Однако цифры требуют тщательной интерпретации. «Анализ, предполагавший рост на 546%, касался спутниково наблюдаемой ночной яркости с 2015 года по настоящее время, и хотя спутниковая яркость не является прямым измерением яркости неба на уровне земли, резкий рост предполагает резкое увеличение даже яркости неба на уровне земли», — заключает Сухани.
Что дальше для Сухани?
Сухани сделала свой отчет и лежащий в его основе набор данных на уровне городов общедоступными, что позволяет другим исследователям и заинтересованным читателям изучить эти данные. Согласно последним данным, которыми она поделилась с The Better India, платформа получила 1198 фотографий от более чем 490 участников из 63 стран. «Я изначально скептически относилась к тому, какой охват достигнет SkyQi, и продолжаю удивляться тому, сколько людей попробовали этот инструмент», — говорит она. Индия в настоящее время является третьим крупнейшим источником данных на платформе после Соединенных Штатов и Китая. «Конечная цель SkyQi всегда заключалась в поиске или создании сообщества людей, увлеченных светом
