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馬斯克的星鏈計劃很酷炫,但天文圈很頭疼

簡介成千上萬顆近地衛星,將影響天文觀測星鏈計劃試圖實現所謂的太空網際網路,號稱將為那些缺乏或沒有網路連線的人群提供快速、可靠的網路

星鏈計劃衛星肉眼能看見嗎

馬斯克的星鏈計劃很酷炫,但天文圈很頭疼

大型綜合巡天望遠鏡(LSST)首席科學家安東尼·泰森估算,多達42000顆星鏈衛星,基本上將使LSST 20%的觀測毫無價值。圖片來源:LSST官網

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埃隆·馬斯克那個夢幻無比的星鏈計劃,進行得浩浩蕩蕩。

今年5月,馬斯克旗下的SpaceX將首批60顆星鏈衛星發射升空。今年“雙十一”,你在忙著購物時,SpaceX又把60顆星鏈衛星送上了天。這個月,可能還要再發射60顆。

然而,來自天文界的反對聲也此起彼伏。

據《麻省理工技術評論》官網報道,SpaceX近日表態,希望嘗試使用一種新的塗層來降低星鏈衛星的亮度,以此來平息天文學家的憤怒。

成千上萬顆近地衛星,將影響天文觀測

星鏈計劃試圖實現所謂的太空網際網路,號稱將為那些缺乏或沒有網路連線的人群提供快速、可靠的網路。

不同於軌道高度36000公里的地球同步衛星,星鏈計劃透過部署在近地軌道的衛星實現,軌道高度只有幾百公里。

近地軌道衛星的優點在於,通訊訊號延遲低,成本也低。但軌道高度越低,讓通訊訊號覆蓋整個地球表面所需要的衛星數量就越多。

SpaceX計劃先發射12000顆星鏈衛星,這個數目已然十分驚人。更驚人的是,它又向國際電信聯盟提出申請,為額外30000顆星鏈衛星部署頻譜。如果都能成功實施的話,加起來總共42000顆。

這些龐大的數字讓天文圈感到頭疼。

“從天文的角度來講,星鏈計劃發射這麼多顆衛星,肯定會影響天文觀測,這是毫無疑問的。”北京天文館館長朱進在接受科技日報記者採訪時說。

光學天文學首當其衝。“太陽下山後,地球上空的這些近地軌道衛星可以被太陽照得非常明亮。而且這些衛星執行得非常快,就像一顆明亮的天體在快速移動。”在耶魯大學從事天文學研究的王松虎告訴科技日報記者。

王松虎介紹,利用光學望遠鏡對太空進行觀測,就好比是給太空照相。這些明亮的星鏈衛星可能使部分天文影象都曝光過度,一片白茫茫。

有些對闇弱天體的觀測,單幅曝光時間非常長,如果有顆明亮的衛星一直在快速移動,會在天文影象上形成一條非常亮的線,處理起來非常麻煩,對觀測質量會有很大影響。

給衛星加塗層,是否有效尚不知曉

大型綜合巡天望遠鏡(LSST)首席科學家安東尼·泰森告訴外媒他的估算:多達42000顆星鏈衛星,基本上將使LSST 20%的觀測毫無價值。

來自哈佛-史密森天體物理學中心的天文學者喬納森·麥克道維爾認為,光學天文學將會遇到大問題,尤其是在拍攝最微弱和最遙遠的星體方面。麥克道維爾尤其擔心,這些衛星會降低科學家捕捉那些有可能撞上地球的危險小天體的能力。

為應對輿論壓力,SpaceX表示,它將測試一種試驗性塗層,目的是讓星鏈衛星的反射性降低。這樣星鏈衛星就沒那麼亮了。

SpaceX營運長格溫·肖特威爾稱,本月即將發射的60顆新衛星中,其中一顆將應用這種塗層。該公司希望將塗層應用到更多衛星之前,先測試一下塗層的效果。

麥克道維爾認為,這值得嘗試。他相信,這種塗層會使星鏈衛星的亮度降低3個級別,肉眼將不再看到。

這意味著,普通人還可以繼續抬頭享受比較完整的星空。至於會不會真正幫助專業的天文學者,依然難說。

“可能會好一些,但也好不了哪裡去。”朱進認為,降低亮度或許會對光學觀測有所幫助,但並不會降低對射電望遠鏡的干擾。

沒錯,射電天文領域可能也難以倖免。

“幾萬顆位於近地軌道的星鏈衛星會佔據很多無線電波資源,將直接影響對高頻訊號進行觀測的射電望遠鏡。”中科院國家天文臺研究員張承民告訴科技日報記者,衛星上天后如果錯誤使用其他頻段,還會干擾其他射電望遠鏡。

除非達成共識,趨勢難以扭轉

王松虎告訴科技日報記者,星鏈計劃這樣的太空網際網路專案讓他感到很矛盾。

一方面,太空網際網路號稱讓地球上很多偏僻角落都用上網際網路,並帶來更好的網際網路服務。對市場而言,這意味著巨大的經濟利益。

SpaceX的星鏈計劃只是其中之一,其他公司也在加入。OneWeb公司在今年2月發射了首批衛星,亞馬遜已公佈衛星網際網路計劃,Telesat公司也有相關計劃。

從市場發展的角度來看,王松虎認為,這個趨勢很難扭轉。因為網路需求在那裡,資本利益也在那裡。除非全世界都達成共識,否則就算SpaceX不發射星鏈衛星,也會有其他機構發射類似衛星。

另一方面,作為天文工作者,王松虎對這些太空網際網路專案卻是有些反對的。這些衛星勢必對天文觀測帶來不利影響,而且隨著太空網際網路的市場越做越大,可能將有越來越多的衛星飛上天。

朱進也表達了類似的觀點。

“太空網際網路是一種網路解決方案,它是一個趨勢。”朱進說,但他也擔憂,上萬顆星鏈衛星只是開始,以後其他機構爭相發射,情況會變得日益嚴重。

在王松虎看來,即便跳出天文圈,對普通人而言,這也是個巨大的矛盾。

“抬頭能夠看到星空,是不是普通人的權利之一?如果是的話,那麼這些技術公司為了技術理想也好,為了經濟利益也好,把數量如此龐大的衛星放在天上,就不太公平了。”王松虎說:“然而另一方面,對於沒有光纜通訊的偏遠地區,透過網際網路和世界連線,是不是也是普通人的基本權利呢?”

解決這些矛盾並不容易。朱進認為,可能需要天文研究、衛星發射、無線電管理等領域的相關國際組織進行溝通協商,建立一種共識和協調機制。

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