⽬前，地球正被成千上万颗⼈造卫星及其产⽣的太空垃圾围绕。单SpaceX⼀家就已经发射了3208颗星链卫星。未来⼏年内，还有数以万计的卫星已被批准陆续发射，这会给⼈类的夜空带来巨⼤的影响。未来，在最差的情况下，⼈类夜空中将近有1/10的亮星都会是⼈造卫星，这其中，⼤部分都是⻢斯克的。
现在，马斯克是全球最富有的⼈。⽕箭、星链、电动汽车、脑机接⼜等前沿科技让这位新晋全球⾸富充满了科技范。尽管围绕马斯克存在诸多争议，但马斯克的确在影响整个世界的发展进程。不论是地⾯上的电动汽车，还是飞向宇宙的可重复⽕箭，又或者是他⽤⾃家⽕箭向太空发射的卫星⽹络——星链（Starlink）。
8⽉31⽇，SpaceX⽤猎鹰9号⽕箭在美国加州范登堡太空基地（Vandenberg Space Force Base）的4E号航天发射场（SLC-4E）发射了46颗星链卫星。⾄此，已发射星链卫星总数达到了3208颗。现在，星链卫星已经可以提供⽹络服务了。这种⽹络服务⽆需铺设复杂的光纤⽹络，就能为偏远地区提供⽹络服务。
卫星⽹络应⽤潜⼒是巨⼤的，不少国家都在着⼿建⽴⾃⼰的⼈造卫星星座系统，英国的OneWeb，美国的Kuiper，还有我国的星⽹（StarNet）。⼈造卫星星座不断扩张，地球近地轨道越来越拥挤。仅前⽂提到的4座卫星⽹络，已经规划发射的卫星数量就超过了6.5万颗。这些卫星可以反射太阳光，被地⾯上的⼈看到。最先注意到这些的是天⽂学家，因为他们在天⽂图像上产⽣了长长的、⽆法消除的轨迹，严重影响天⽂观测。
但很快，这种影响就不会仅仅局限在天⽂学领域了。近期刊登在《天体物理学报》上的⼀篇论⽂表⽰，就算只考虑现在已经有详细轨道规划的卫星，当它们建成后，在地球上的某些地⽅，天空中⼤约9%的亮星，都会变成⼈造卫星。
闪亮的卫星他们是怎么得出这个结论的？想知道⾁眼能看到多少颗卫星，⾸先要分析卫星的轨道数据，只有卫星飞到地平线以上时才能被⼈看到。
研究⼈员整理各机构向美国联邦通信委员会（FCC）和国际电信联盟（ITU）报备的轨道数据。星链卫星总共规划了4.2万颗，其中3万颗左右都分布在328～360千⽶的⾼度之间。英国的OneWeb主要分布在1200千⽶⾼的轨道上。我国的星⽹则由两部分组成，⼀部分是500～600千⽶之间，另⼀部分卫星位于1145千⽶⾼的轨道。
每个轨道上都可能会有⼏千颗卫星，卫星在同⼀个轨道上的相对位置可以随时调整，研究⼈员假设这些卫星在轨道上是均匀分布的，这样他们就能获取每个卫星的相对位置。图中蓝点代表卫星预计的相对位置，可以看到卫星位置分布具有明显的维度特征，这与卫星⽹络⽬标客户所在维度有关。图⽚来源：原论⽂
恒星都是⾃发光的。⼈造卫星也和地球的天然卫星（⽉球）⼀样，只能通过反射太阳光才能被⼈看到。⽽⼈造卫星星座都⽤低轨卫星与地球通信，地球对卫星的遮挡⾮常明显。这导致在黄昏和黎明时，地⾯上能看到的卫星是最多的。深夜，地球转到太阳的背⾯，挡住全部的太阳光，⼈造卫星⽆法反射太阳光，也就变得不可见了。卫星进⼊地球阴影区后就不可见了。制图：王昱
结合上⾯的条件，天⽂学家就能算出来，全球各地的夜空中能看到多少颗卫星。结果是，在北纬40度左右，夏⾄刚⼊夜时，全天被太阳照亮的卫星数量甚⾄能超过3000颗。如果⽬前规划的星座计划全部完成。夏⾄⽇，全球各纬度能在地平线上有机会被⼈看到的⼈造卫星数量。横轴为⼀天的时间，纵轴为纬度，灰⾊曲线包围的深⾊部分为夜晚。图⽚来源：原论⽂
从某种意义上来说，⼈造卫星也是某种“⾏星”，它们每90分钟就能绕地球⼀圈，在天空中的运动速度⽆“星”能及。在地⾯上看来，卫星（⾼度350千⽶左右）的运动速度甚⾄⽐⼤⽓层⾥的飞机（⾼度10千⽶左右）还要快。真空中的球形鸡但只是被太阳照亮，并不意味着这些卫星⼀定能被⼈眼看见。还存在卫星反射的光太暗，⼈眼根本看不到的情况。但想要确定卫星具体的亮度，实际是⼀个⾮常复杂的问题。
就算是卫星制造商本⾝，往往也是在卫星上天后才能确切知道⾃⼰的卫星在地⾯上看起来有多亮。卫星的亮度受多种因素的影响，这涉及到卫星的外形、材质、⽅位⾓度和⼤⽓消光等因素。卫星的外形⾮常复杂，并且姿态可以随时调整。有时，卫星的太阳能板甚⾄能恰好把太阳光反射到观测者所在的位置，产⽣⾮常闪耀的光变——就好像你在马路边⾛路时，突然被汽车后视镜反射的太阳光闪到了。因此，想要确切知道卫星有多亮是⾮常困难的。
好在物理学家（众所周知，天⽂学家和物理学家⾛得很近）是⼀群喜欢将复杂问题简单化的⼈，有⼀个著名的笑话诠释了这⼀点：有⼀个农民养鸡，但他的鸡都不育。所以他找了⼀个物理学家来帮忙。这个物理学家做了⼀些计算，然后说：我已经有解决办法了，但是这个办法只适⽤于真空中的球形鸡。
这次，研究团队根据2019年Acta Astronautica杂志上的⼀个模型，不管通讯卫星的外形多么千奇百怪，统统把它等效为⼀个漫反射球体。虽然这种模型⽆法模拟卫星镜⾯反射导致的光变，但研究团队表⽰，他们尝试观测了⼀些卫星，这种模型在⼤多数时候都能⽐较准确地反映卫星的亮度。
星星的亮度⽤星等衡量，星等数值越低就越亮。⼀般⽽⾔，⼈眼能在郊区看到星等5以下的星。全天星等低于5的恒星不过804颗，⽽在夏⾄⽇的黄昏，就会有79颗卫星的星等低于5等。也就是说，天空中将近有9%的可见星都会是⼈造卫星，考虑到星链卫星在数量上的主导优势，⼤部分能见到的卫星都会是马斯克的。
保卫星空⼈眼如此，就更别提天⽂望远镜了。⼈眼勉强能看到的暗弱天体，⾜以对望远镜的科学数据造成不可恢复的损伤。
星等在7以下的星，甚⾄能在⼤⼜径全天巡视望远镜（LSST）望远镜的多个传感器之间产⽣串扰，让整个传感器上的数据都失去科学价值。星链卫星对天⽂观测的影响，图中为望远镜为托洛洛⼭美洲天⽂台的布兰科望远镜，⼜径达4⽶。图⽚来源：NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/CTIO/AURA/DELVE
去年，⼀项发布在《英国皇家天⽂学⽉报》的研究，通过估计⽬前卫星的数⽬以及分布，发现它们已经让天空亮度增加了10%。⽽根据国际天⽂联合会的要求，天⽂学观测应该在光污染造成亮度增加低于10%的地⽅进⾏，过度的光污染将影响天⽂学家对黯淡星系的搜寻。⽽由于通讯卫星会向地⾯发射信号，它们对地⾯射电天⽂观测的影响甚⾄更严重。
如此严重的问题⾃然不容忽视。天⽂学家虽然⽆⼒阻⽌卫星星座的快速扩张，但仍可以协商寻求解决⽅案。⽐如星链就曾表⽰，他们计划给未来的星链卫星换上低反射率涂装，降低卫星的亮度。也有⼈建议提升卫星的轨道⾼度，增⼤卫星和观测者之间的距离来降低亮度。不过，这对天⽂爱好者⽽⾔或许是个新的兴趣点。毕竟，在晚上抬头看天，那⼏颗最亮、最快的光点，正是⼈类科技进步的证明。