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保護夜空純凈 拿出具體解決方案迫在眉睫

科技一日千里,現今衛星制造和發射成本降低,衛星應用已然成為了巨大市場。

當需要找一個距離你不到100 米的餐廳時,最快的方法是拿起手機打開地圖,向2萬公里高度的衛星發一串信號,它能在三秒內告訴你位置、方向、店鋪名字甚至是人均消費。衛星的應用給人們的生活帶來很多便利,但發射的衛星數量越來越多,卻引發了天文學界的擔憂。

根據歐洲航天局統計,目前,地球上空各類人造衛星的總數約為5000 個,其中還在正常運作的約為 2000 個。

而美國太空探索技術公司(SpaceX)野心勃勃,正在實施一個“星鏈”計劃——在2019年至2024年間發射1.2萬顆衛星進入地球軌道,搭建“星鏈”網絡,從太空向地球提供高速互聯網接入服務。

就在不久前的5月23日,SpaceX公司利用“獵鷹9”火箭將首批60顆“星鏈”衛星送入軌道,“星鏈”計劃正式啟動。

盡管馬斯克聲稱,這些衛星會隱藏在黑暗宇宙背景中,幾乎不可見,但在隨后幾天內,世界各地的天文觀測者都看到了這些衛星排隊圍繞地球飛行、熠熠閃光的盛況。

負面反應:

首先,天文觀測是離不開望遠鏡的。在運用光學望遠鏡進行天文觀測的過程中,高亮度的衛星從視野內穿過會對觀測行為造成干擾。尤其是在針對一些遠離地球的天體(距離地球許多光年),為了獲取它們的細節圖像,天文學家需要用望遠鏡進行幾分鐘甚至幾個小時的長時間曝光,進而收集更多的光線,再從其中得到更多的天體信息。

這是由于衛星外面常有一層金色或銀色的反光材料,因此當衛星在觀察過程中穿過畫面,就會形成一道長且明亮的條紋。這種情況下,大批衛星集體飛過帶來的影響幾乎是災難性的。


5月25日,美國洛厄爾天文臺的望遠鏡在工作時,25 個 Starlink 穿過視野范圍,在觀測結果上留下大量線條(來源:洛厄爾天文臺)


倫敦瑪麗皇后大學(Queen Mary University of London)理論宇宙學家 Phil Bull 在接受 The Verge 采訪時表示,如果它只是圖像中的一個點,那還可以忽略,但由于衛星經過會形成一個貫穿圖像的長線,一定會對觀測產生影響。

除了使用光學望遠鏡,由于多數天體不僅輻射出可見光,也發射出無線電波,因此通過射電天文望遠鏡收集天體發出的無線電信號來研究天體的物理、化學特性也是一個重要的方法,由此發展出了射電天文學。例如此前人類首次”拍到”的黑洞照片便是通過這種方法完成。

在射電天文觀測中,衛星發出的無線電信號也可能對觀測、研究工作產生嚴重干擾。

這樣的說法很快就得到了更加廣泛的支持。

說法:

國際天文學聯合會(IAU)在近日的一份聲明中再次指出,大量部署衛星可能從光、無線電兩個方面對天文觀測產生干擾。

國際黑暗天空協會(International Dark-Sky Association)則是一家總部在美國亞利桑那州的國際性組織,致力于保護夜空環境的純凈,減少光污染。該組織表示,衛星數量的急速增加將會對我們的夜間環境帶來威脅。

IAU 表示,衛星星座可能對現有及未來的天文基礎設施產生嚴重的影響,讓它們的能力得不到充分施展。因此 IAU 在聲明的最后,呼吁衛星的設計、部署者和政策制定者與天文學界合作,共同分析衛星星座可能會帶來的影響。

AAS光污染、無線電干擾和空間碎片委員會主席杰弗里·C.霍爾指出,自然夜空不僅僅只是天文學家的資源,也是那些仰望星空期待理解和享受宇宙輝煌的人的資源,自然夜空如果退化,所產生的負面影響已經超出了天文學范疇。


數以萬計的衛星環繞地球上空產生擁擠

“星鏈”開啟,亞馬遜、一網、Oneweb、亞馬遜、三星、銥星等多個公司的衛星互聯網項目也蓄勢待發,未來,將會有更多“星鏈式”衛星圍繞地球飛行。人造衛星與自然星辰爭輝的景象會不斷出現,而最終,很可能出現美麗夜空中人造衛星數量超過自然可見星辰數量的狀況。


電腦合成空間碎片圖片(來源:pixalytics)


可以想象,隨著更多衛星升空,我們的太空會變得更加擁擠,專業的天文觀測活動未來數年內將迎來更多的威脅和干擾。

聲明和解決措施:

6月8日,在密蘇里州圣路易斯舉行的第234次AAS會議上,AAS董事會通過了一項聲明稱,AAS注意到即將有非常大的衛星星座進入地球軌道,預計在未來幾年內,這類衛星數目將增加到數萬顆,可能對地面和天基天文學研究產生重大的不利影響,包括衛星反光可能嚴重干擾光學和近紅外觀測、衛星通信波段電磁輻射對射電天文觀測造成污染、衛星與天基天文臺發生碰撞等。對此,AAS表示關切,并認為在低地軌道和更遠的軌道上,多個大型衛星星座對彼此和宇宙研究產生不利影響的可能性正變得越來越明顯。

聲明表示,AAS正在積極評估大型衛星星座對天文學研究的影響,并稱只有在全面和定量理解的基礎上,才能正確地評估風險并確定適當的緩解措施。AAS希望其成員、其他科學協會和包括私營公司在內的其他空間利益攸關方共同努力,充分了解并盡量減少大型衛星星座對地面和天基天文學研究的影響,AAS將積極支持和促進相關各方的工作。

目前,AAS正在與SpaceX進行溝通。AAS主席梅根·多納休表示,她期待天文學家和SpaceX之間能進行富有成效的對話,期待他們能拿出創造性的解決方案,為其他公司樹立榜樣。


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