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马斯克的星链计划很酷炫,但天文圈很头疼

2019-12-19 15:07:20 来源:科技日报

大型综合巡天望远镜(LSST)首席科学家安东尼·泰森估算,多达42000颗星链卫星,基本上将使LSST 20%的观测毫无价值。

埃隆·马斯克那个梦幻无比的星链计划,进行得浩浩荡荡。

今年5月,马斯克旗下的SpaceX将首批60颗星链卫星发射升空。今年“双十一”,你在忙着购物时,SpaceX又把60颗星链卫星送上了天。这个月,可能还要再发射60颗。

然而,来自天文界的反对声也此起彼伏。

据《麻省理工技术评论》官网报道,SpaceX近日表态,希望尝试使用一种新的涂层来降低星链卫星的亮度,以此来平息天文学家的愤怒。

成千上万颗近地卫星,将影响天文观测

星链计划试图实现所谓的太空互联网,号称将为那些缺乏或没有网络连接的人群提供快速、可靠的网络。

不同于轨道高度36000公里的地球同步卫星,星链计划通过部署在近地轨道的卫星实现,轨道高度只有几百公里。

近地轨道卫星的优点在于,通信信号延迟低,成本也低。但轨道高度越低,让通信信号覆盖整个地球表面所需要的卫星数量就越多。

SpaceX计划先发射12000颗星链卫星,这个数目已然十分惊人。更惊人的是,它又向国际电信联盟提出申请,为额外30000颗星链卫星部署频谱。如果都能成功实施的话,加起来总共42000颗。

这些庞大的数字让天文圈感到头疼。

“从天文的角度来讲,星链计划发射这么多颗卫星,肯定会影响天文观测,这是毫无疑问的。”北京天文馆馆长朱进在接受科技日报记者采访时说。

光学天文学首当其冲。“太阳下山后,地球上空的这些近地轨道卫星可以被太阳照得非常明亮。而且这些卫星运行得非常快,就像一颗明亮的天体在快速移动。”在耶鲁大学从事天文学研究的王松虎告诉记者。

王松虎介绍,利用光学望远镜对太空进行观测,就好比是给太空照相。这些明亮的星链卫星可能使部分天文图像都曝光过度,一片白茫茫。

有些对暗弱天体的观测,单幅曝光时间非常长,如果有颗明亮的卫星一直在快速移动,会在天文图像上形成一条非常亮的线,处理起来非常麻烦,对观测质量会有很大影响。

给卫星加涂层,是否有效尚不知晓

大型综合巡天望远镜(LSST)首席科学家安东尼·泰森告诉外媒他的估算:多达42000颗星链卫星,基本上将使LSST 20%的观测毫无价值。

来自哈佛-史密森天体物理学中心的天文学者乔纳森·麦克道维尔认为,光学天文学将会遇到大问题,尤其是在拍摄最微弱和最遥远的星体方面。麦克道维尔尤其担心,这些卫星会降低科学家捕捉那些有可能撞上地球的危险小天体的能力。

为应对舆论压力,SpaceX表示,它将测试一种试验性涂层,目的是让星链卫星的反射性降低。这样星链卫星就没那么亮了。

SpaceX首席运营官格温·肖特威尔称,本月即将发射的60颗新卫星中,其中一颗将应用这种涂层。该公司希望将涂层应用到更多卫星之前,先测试一下涂层的效果。

麦克道维尔认为,这值得尝试。他相信,这种涂层会使星链卫星的亮度降低3个级别,肉眼将不再看到。

这意味着,普通人还可以继续抬头享受比较完整的星空。至于会不会真正帮助专业的天文学者,依然难说。

“可能会好一些,但也好不了哪里去。”朱进认为,降低亮度或许会对光学观测有所帮助,但并不会降低对射电望远镜的干扰。

没错,射电天文领域可能也难以幸免。

“几万颗位于近地轨道的星链卫星会占据很多无线电波资源,将直接影响对高频信号进行观测的射电望远镜。”中科院国家天文台研究员张承民告诉科技日报记者,卫星上天后如果错误使用其他频段,还会干扰其他射电望远镜。

除非达成共识,趋势难以扭转

王松虎告诉科技日报记者,星链计划这样的太空互联网项目让他感到很矛盾。

一方面,太空互联网号称让地球上很多偏僻角落都用上互联网,并带来更好的互联网服务。对市场而言,这意味着巨大的经济利益。

SpaceX的星链计划只是其中之一,其他公司也在加入。OneWeb公司在今年2月发射了首批卫星,亚马逊已公布卫星互联网计划,Telesat公司也有相关计划。

从市场发展的角度来看,王松虎认为,这个趋势很难扭转。因为网络需求在那里,资本利益也在那里。除非全世界都达成共识,否则就算SpaceX不发射星链卫星,也会有其他机构发射类似卫星。

另一方面,作为天文工作者,王松虎对这些太空互联网项目却是有些反对的。这些卫星势必对天文观测带来不利影响,而且随着太空互联网的市场越做越大,可能将有越来越多的卫星飞上天。

朱进也表达了类似的观点。

“太空互联网是一种网络解决方案,它是一个趋势。”朱进说,但他也担忧,上万颗星链卫星只是开始,以后其他机构争相发射,情况会变得日益严重。

在王松虎看来,即便跳出天文圈,对普通人而言,这也是个巨大的矛盾。

“抬头能够看到星空,是不是普通人的权利之一?如果是的话,那么这些技术公司为了技术理想也好,为了经济利益也好,把数量如此庞大的卫星放在天上,就不太公平了。”王松虎说:“然而另一方面,对于没有光缆通信的偏远地区,通过互联网和世界连接,是不是也是普通人的基本权利呢?”

解决这些矛盾并不容易。朱进认为,可能需要天文研究、卫星发射、无线电管理等领域的相关国际组织进行沟通协商,建立一种共识和协调机制。

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