在地球上仰望星空的自由,快被星链“锁死”了

作者: Ethan Siegel / Starts With A Bang

来源: 果壳

发布日期: 2020-01-08

SpaceX的星链计划将发射大量卫星,可能会对天文观测造成严重影响。天文学家对此表示担忧,并提出改进建议,但SpaceX仍在继续发射。尽管太空观测有其优势,但地面天文台在多个方面仍然占据优势。保持夜空的黑暗对未来天文学的发展至关重要。

昨天,SpaceX在美国卡纳维拉尔角进行了2020年的全球首次航天发射。一枚“4手”猎鹰9号火箭,将60颗星链卫星送上了近地轨道。这不是SpaceX第一次用一箭60星的方式发射星链卫星了。去年5月,他们就发射了第一批60颗星链,11月又发射了第二批。接下来,每隔大概2-3个星期,SpaceX都会发射新一批60颗星链卫星。

按照SpaceX的说法,之所以要发射这么多颗卫星,是要给地球上的每一个角落提供高速互联网接入服务,不留任何死角。然而,自打首批星链卫星上天,那60个亮点排成一排,在世界各地的夜空中鱼贯而过时起,天文学家就一直在发出警告——如果没有人阻止的话,这些卫星将彻底改变我们这颗地球上的夜空。

天文学可能是这个世界上最古老的学科。早在工业、农业甚至文字出现之前,人类就开始仰望夜空,从繁星中汲取灵感。上世纪50年代,人类进入了太空时代。不过,直到2019年,地球周边仍在运转的人造卫星也只有大约2000颗,其中大多数都又小又暗。而现在,为了在太空中打造覆盖全球的5G网络,多家潜在的运营商宣布,计划部署由成千上万颗卫星构成的庞大卫星星座。SpaceX的星链计划,只是其中之一。

单就星链计划而言,SpaceX已经得到美国联邦通信委员会(FCC)的许可,获准发射大约12000颗卫星。计划的第一阶段将发射总共1584颗这样的卫星。这个小目标,SpaceX希望能在今年年底前完成。光是这第一阶段,星链卫星的数目就将超过目前地球中低轨道上人造卫星的总数(1463颗,如果不算昨天发射的那60颗星链的话)。在地球上,肉眼可见的恒星全加起来大概有6000颗。

借助市面上常见的普通双筒望远镜,你大概可以看到总共约10万颗恒星。而星链计划的12000颗,加上后来又申请增加的30000颗,再算上其他竞争者的类似项目,比如一网卫星星座和亚马逊公司的柯伊伯计划,到2030年,在地球上用双筒望远镜仰望夜空时,你看到的人造卫星很可能会比天上的星星还要多。

就算只考虑星链计划的12000颗卫星,等它们全都部署就位之后,在地球上的任意地点和任意时刻,天空中都会有140颗这样的卫星。在它们的最终轨道上,这些卫星的亮度大概接近人类肉眼可见的极限,但对于地面上的光学和射电天文学家,以及一些专业的天文摄影师来说,这些卫星会是一场灾难。

SpaceX创始人伊隆‧马斯克一开始声称,这些卫星对天文观测影响很小,后来又说会优先考虑减少这些卫星的反光率,并承诺会应天文观测的需要调整卫星朝向以降低亮度。接下来的事实表明,这些承诺不过是空头支票。仅仅120颗星链卫星上天,就已经极大地影响了天文观测。多个地面天文台的观测项目遭受到过境星链卫星的“闪亮轰炸”。这些卫星仍像往常一样明亮,并没有为了照顾天文学家的观测而调整姿态。

为此,有天文学家提出一系列建议,希望SpaceX能够自愿采纳,对星链计划作出自我改进。这些建议包括:当前批次的星链卫星脱离轨道,暂停新的发射,直到对卫星作出适当修改;重新设计或包裹卫星,大幅降低反光率;向世界各地的天文台提供卫星实时轨迹信息;资助软硬件解决方案,协助天文学家减轻余下的避无可避的污染。

然而,SpaceX并没有停止发射,反而在2020年内将继续发射新一批次的星链卫星。虽然有些卫星在其一面上覆盖了某种试验性的涂层,但其效果尚未得到验证。

对于天文观测而言,太空相比于地面有着巨大的优势。首先,太空里没有白天,也不存在任何光污染。只要不把望远镜指向太阳,太空里永远都是黑夜。在太空,你也不必须担心阴天下雨,也不用忍受大气湍流。然而,搬迁所有天文台到太空并非易事,主要原因在于资金问题。

地面天文台在多个方面仍然保持着优势。首先,地面上可以建造更大的望远镜,远比在太空中组装的望远镜更大。其次,在地面上建造新望远镜时,不会遇到发射失败的风险。此外,地面天文台可以在时间和地点上自主选择,而一旦进入太空,位置将受到引力和运动定律的限制。最后,地面上有大量的基础设施,便于维护和升级。

毫无疑问,进入太空为人类提供了一个望向宇宙的新窗口。然而,如果我们继续对天空漠不关心,可能在我们还没有意识到之前,地球上的夜空就将被彻底改变,随之一起消失的,还有人类在地面仰望星空的自由。

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