Starlink與地面天文觀測的困擾

文/Steed的圍脖(發表於2025/1/11)

設想這樣一個場景：在智利的阿塔卡馬沙漠中，維拉魯賓天文台的望遠鏡正在進行例行觀測。突然，一串明亮的光點划過視野，在觀測圖像上留下刺眼的光帶。這不是科幻電影的特效，而是當今天文學家經常遇到的真實困擾。

低地球軌道正在變得日益擁擠

僅SpaceX公司的星鏈項目就已經在距地面約550公里的軌道上部署了近7000顆衛星。這些旨在提供全球互聯網接入的衛星，反射的陽光不僅明亮到肉眼可見，更會在天文望遠鏡的超靈敏探測器上留下過度曝光的痕跡，就像強光會讓照片過曝一樣。 情況可能還會變得更具挑戰性。

2022年12月，SpaceX獲得FCC批准，可以發射多達7500顆新一代星鏈衛星。這些新衛星的重量從約260公斤增加到約1250公斤，預計亮度將比現有衛星整整亮出一個星等。

看似巧妙的解決方法？

針對這一問題，SpaceX與美國國家科學基金會(NSF)開展了合作。他們之前已經採取了安裝遮光板、調整衛星和太陽能板方向等措施。最近，他們又開展了一項新的實驗：將300顆衛星降低到離地面僅350公里的高度。

這個方案的原理相當巧妙。在較低軌道上，衛星有更長時間處於地球陰影中，大大減少了反射陽光的機會。同時，較低軌道帶來更快的角速度，使衛星在望遠鏡視場中的停留時間顯著縮短。這種高速運動加上距離的改變，會影響衛星在望遠鏡焦平面上的成像特性，有效降低其對觀測的干擾。

初步數據令人鼓舞

維拉魯賓天文台報告，干擾觀測的衛星數量減少了近60%。NSF的發言人表示，新方案有望將衛星亮度控制在暗於7等星的水平——這是人眼在理想觀測條件下的極限可見度。

但這個解決方案並非完美無缺。NSF指出，降低軌道後的衛星可能會影響傍晚時分的特殊觀測項目，尤其是搜尋可能與地球軌道相交的小行星的工作。考慮到及早發現潛在威脅天體的重要性，科學家將在接下來的一年裡繼續評估這一措施的各方面影響。

這個問題的影響範圍正在擴大。隨著更多企業加入太空互聯網的競爭，低地球軌道變得越發熱鬧。為此，SpaceX不僅與NSF合作，還與國際天文聯合會(IAU)共同建立了專門的研究中心，致力於保護天文觀測所需的黑暗和寧靜環境。

這個案例展示了現代科技發展中的一個典型矛盾：

當我們試圖通過衛星網路提升地球通訊能力時，卻意外地影響了我們觀察宇宙的能力。

SpaceX的積極嘗試表明，通過技術創新和開放對話，這個看似對立的問題或許能找到平衡點。這為其他航太企業如何協調發展與環境保護，提供了有益的參考。

圖為地面望遠鏡觀測時拍攝的照片，畫面中的白色線條都是星鏈飛過留下的光跡，來源：CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/DECam DELVE Survey

文案： Claude 3.5 Sonnet洗自Passant Rabie發表在gizmodo的相關報導