天文学家担心 SpaceX 的 Starlink 计划污染星空

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06-11 16:08

本文来自微信公众号「栈外」,由久谦咨询编译,原文载于 kknew,作者 Shannon Hall.

上个月,太空科技公司 SpaceX 成功将 60 颗 500 磅的卫星送入太空,许多业余天文爱好者很快就在网络上分享了这些卫星划过夜空的图像,这一事件引发天文学家的热议。他们担心未来还会有更多人造卫星升空,届时将对科学观测形成重大干扰且破坏宇宙景观。

问题的关键是,上述 60 颗人造卫星只是该计划的一小部分而已。SpaceX 计划发射数以千计的卫星,从而打造低轨道卫星群「星链」(Starlink),让全世界都能上网,并为民营航天公司推出一系列新服务。

天文学家们一致认为让全球都能上网是一个值得追求的目标,但那些人造卫星太亮了。

天文学家 TylerNordgren 专门从事夜空保护工作,他表示,「上述卫星计划可能改变自然夜空景观。」

SpaceX 并非唯一一家要把大批人造卫星送上太空的公司,Amazon、Telesat 和 OneWeb 等公司也都打算涉足太空网络业务。他们希望人造卫星能像手机基站那么多,不过这一想法引发了关于如何正确利用宇宙空间的热议。

许多天文爱好者担心的是,当民营公司在低轨道卫星中看到巨大商机时,整个太空将不再如 1967 年颁布的《外层空间条约》所述「属于全人类」。

Starlink 的发射是 SpaceX 最雄心勃勃的轨道任务之一。

SpaceX 的每颗人造卫都携带一个太阳板,不仅能收集阳光,还能将光线反射回地球。SpacesX 的创始人兼首席执行官 Elon Musk 曾保证,从太阳下山到太阳升起这段时间内,只有几小时可用肉眼看到这些人造卫星,其他时间几乎看不到。

然而,上述图像让许多科学家质疑 Musk 的说法。

例如,最初拍摄的图像显示,一列人造卫星飞过夜空,亮得跟北极星一样。SpaceX 的一名新闻发言人表示,随着人造卫星逐渐升高,亮度会变暗。但多位天文学家估计,夏夜时仍可用肉眼看到。

当这些人造卫星的太阳能电池板定向正确时,甚至可能会出现「闪耀」,亮度可以短暂地提高到与夜空中最亮的恒星天狼星不相上下。

天文学家担心,那些反射光将威胁到天文研究和天体观察。

每当镜头长时间曝光而画面当中有人造卫星通过时,张照片就毁了,天文学家不得不重拍,这是让天文学家头痛多年的问题。但仅 Starlink 一个计划就能使目前在轨人造卫星的数量增加两倍,如果其他公司也争相进入太空领域的话,卫星数量将会暴增。

一份评估资料显示,智利山顶直径 8.4 米的望远镜——大型综合巡天望远镜,在黎明前及暮色渐浓时拍摄的照片中,可能每几张就有一张会拍到 Starlink 的人造卫星。

天文学家至今仍不知道如何解决这些问题。意大利杜林天文台的天文学家 Ronald Drimmel 表示,「对此问题的评估迫在眉睫。」

这些人造卫星不仅反射光线,还会发射无线电频率,许多天文学家发现这些频率令人不安。射电天文学中使用的卫星接收天线通常建在远离发射塔和无线电台的偏远地区。但是,如果 Starlink 的卫星全部发射升空,将能够向地球上的任何地点发射接收信号,届时所谓的无线电静默区可能会成为历史。

此外,还有一些人担心 Starlink 计划采用两个频段,而天文学家使用这两个频段来绘制整个宇宙的气体分布图,以便能够观测到像木星等大型行星是如何聚集的,以及大爆炸之后星系是如何立即形成的。

德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家 Caitlin Casey 表示,「如果我们无法使用这些频道,对早期宇宙的了解就会受到极大的限制。」

20 世纪 90 年代, 当铱星公司发射数十颗人造卫星(在夜空中自行闪烁)来提供全球卫星电话服务时,也出现了类似的担忧。随着技术的发展,铱星系统的影响已经非常小,因为该系统中人造卫星的数量从未超过 66 颗。其中反射最强的卫星现在逐渐从轨道上坠落。

美国国家射电天文台是联邦资助的研究中心,运营的设施遍布世界各地。该中心周五在一份声明中表示,它一直在与 SpaceX 合作,旨在最大程度减少潜在的影响。该机构正在讨论,SpaceX 的人造卫星飞过一些射电天文设施周围所谓的禁区上空时是否应该关闭。

Casey 博士担心,即便如此,仍会给射电天文学家的工作区域带来限制。

Drimmel 博士表示,「令我震惊的是,无论我们做什么,都会给地球上的每一个人带来影响。」

美国西南研究所的行星天文学家 Alex Parker 在 Twitter 上指出,如果近 1.2 万颗这样的卫星进入轨道,它们的数量可能很快就会超过所有肉眼可见的恒星。Drimmel 博士提出警告:即使在任何特定时间只能观测到 500 个星座,要在这些游移的光线中辨认出星座也非常困难。

Casey 博士表示,「这听起来是反面乌托邦。」

大多数的挫折都源于这样一个事实,即项目启动之前并没有就其影响加以讨论。这可能仅仅是个开始。

Nordgren 博士表示,「这真的只是冰山一角,尤其是当我们进入的世界里有亿万富翁有能力和愿意做这样的事情时。」

因此,天文学家希望今天讨论的问题能够对未来有所影响。Drimmel 博士表示,「我认为对这个问题发出警告是件好事。如果我们没有发现这种威胁,比如说,一切都将按计划发展,那就太晚了。」

Musk 先生已经要求 SpaceX 努力降低未来人造卫星的亮度。

其他公司似乎也注意到了上述问题。Amazon 的一名新闻发言人表示,可能需要几年的时间才能推出 Kuiper 项目,该公司计划将 3,000 多颗互联网卫星送入轨道。但该新闻发言人表示,Amazon 将在设计卫星时评估太空安全和对光污染的担忧。

另一位竞争对手 Telesat 公司表示,与其他公司相比,他们的卫星系统较小,且运行的轨道更高,因此卫星的光线会更微弱。

马斯克还在 Twitter 上表示,Starlink 是为了「更大的利益」,这让一些天文学家感到不安。

Nordgren 博士对上述行为的决定权归属,以及是否所有人都心甘情愿对此行为进行权衡表示同意提出质疑。

他还表示,夜空值得让人们感到敬畏。

Nordgren 博士表示,「星光璀璨的夜空提醒我们,我们是浩瀚宇宙空间的一部分,我们是被可见宇宙包围的人类世界的一份子。」

虽然他们可能认为 Starlink 的目标值得追求,但科学家质疑它是否真的能够带来更大的利益。

Casey 博士表示:「我确信让全世界都能上网会产生积极的影响,但只是公然表示,一个人或一个公司凌驾于我们对世界的认知会有点可怕。」

最终,许多人都认为由一家公司做出如此决定的风险实在太大了。Casey 博士希望 SpaceX 能够与主要的天文学机构携手制定决策。

Nordgren 博士表示,「在某个国家的某个董事会会议室里,一两个人就做出决定,随后卫星突然升入太空,每个夜晚都会在星空中游移,我想这绝不是他们制定决策的初衷。」

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