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导读： 出品：科普中国 建造：李会超 监制：中国科学院计算机网络信息中心 09年月驲，SpaceX的第二批总计60颗“星链”（Starlink）卫星由猎鹰9号火箭发射升空。 ......

出品：科普中国

建造：李会超

监制：中国科学院计算机网络信息中心

09年月驲，SpaceX的第二批总计60颗“星链”（Starlink）卫星由猎鹰9号火箭发射升空。

这批卫星是马斯克重大的太空互联网卫星筹划中的一小部分。依照马斯克的假想，星链将正在00年月中期到达000颗的范围。到当时，世界上良多不高速光纤互联网接入地域的用户，只需经由过程一个额定的小型卫星吸收设备，便能取得高速靠得住的互联网服务。除SpaceX中，的亚马逊公司跟OneWeb公司也正在促进近似的名目，不外范围便比星链要小良多，建成后卫星数目皆正在几千颗摆布。

批量发射入轨进程中的星链卫星 （图片来自：SpaceX）

如许一些看起来造福人类的名目，却惹起了一些天文学家的焦急。为了获得一片污浊的夜空，他们不能不将千里镜建筑到人迹罕至的智利阿马索内斯山、夏威夷莫纳基亚等天，有时以至还要为了建千里镜跟原住民挨起圣山的讼事。而马斯克的星链，有能够毁掉那最初一片不光污染的洁净的天空。

欧洲北方天文台设置正在智利的甚大千里镜利用激光丈量大气参数的及时图象

（图片来自：欧洲北方天文台）

星链的反光，或给光学巡天观察带来极大困扰

星链跟其他公司筹备布置的互联网卫星体系，均筹划采取近地轨道上的通信卫星。比拟同步轨道上的通信卫星，近地轨道上的通信卫星可能供给更短的通讯耽误，可能尽量减少“下PING战士”的呈现。

因为近地轨道上的卫星绝对于空中是运动的，必需布置大批卫星，才能够正真的保障特定地址上空有数目充足多的卫星能为用户更好的供给效劳。是以，卫星星座所包括的卫星数目常常非常重大，动辄不计其数个

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。同时，几年去细小卫星技巧的加快速度停止开展，使放卫星的门坎大幅度的降低，也使这类卫星星座的构建成为了能够。

星链卫星 （图片来自：SpaceX）

关于天上一闪一闪亮晶晶的卫星划过夜空，天文学家们并没有目生。之前曾一度失利又被军方接受的铱星体系，其收回的铱星闪光偶然也会进入千里镜的视线中。然而，因为铱星的数目仅仅为几十颗，这类环境呈现的概率并不大，天文学家们也不非常在乎。

天文千里镜的一个目标参数是“视场”。当咱们拿手机 影时，若是您利用变焦功用将风物缩小、推近，那么此时成像的视场便较小，反之，若是您将风物缩小、拉远，此时的成像的视场便比力年夜。正在视场较小时，可以更突出的显现某一个特定的物体，视场较大时则可以拍到风物的全貌。关于天文千里镜来讲，一样存在也有视场较小跟视场较大的千里镜，前者普通用来对选定的天体停止比力注意的观察，而后者则普通用于年夜规模巡天式观察，相当于不绝的正在给全部天空 影，停止天体的“人口普查”，使天文学家们取得各个天体变更的批量数据。

巡天观察的用途是多方面的，例如，天文学家们可经由过程巡天观察海选天体，找到能够有潜伏新发明的天体，再用视场较小的千里镜取得较为邃密的信息。同时，大批获得的天体信息借能使科学家们失掉一些个性的论断，或是正在大批天体中挑选出一些变态的天体加以研讨。另外，巡天观察反复观察同一个区域距离的工夫不会很长，可以撑持时域天文学中对一些快捷变更景象的研讨。

当通信卫星星座将正在轨的卫星数目晋升了几个数量级后，起首遭殃的大概就是那类停止巡天观察的光学千里镜。据国度地舆网站援引的斯坦福大学天文学家 Bruce Macintosh的计算结果，正在智利树立的大型综合巡天千里镜（LSST），正在将来薄暮后一两个小时内拍 的图象中，每副图象中能够皆会侵入-4颗星链卫星。薄暮之后，太阳方才落到地平线以下不远，若是地位适合，卫星便能将照射到它下面的阳光悉数反射到空中上，正在天空中显现十分明的光点。这类景象正在中纬度地域的夏季特别较着。

正在扶植中的LSST （图片来自：lsst.org）

而令天文学家们觉得迷惑跟加倍忧心的是，星链卫星反射阳光的才能好像比其他的卫星更强。正在两批星链卫星发射后，正在全世界规模内有很多专业爱好者，以追赶星链的闪光为乐。

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文联合会颁布的天文观察受必然的影响的实例。图中的亮点为洛厄尔天文台试图观察的天体，图中的亮线为星链卫星侵入千里镜视线后留下的陈迹。

（图片来自：国际天文联合会）

LSST的次要使命，包罗暗物质、暗能量景象的观察研讨，和搜刮对地球发生潜伏的相撞威逼的小天体，可能道是一个既为人类展现物资世界新的根底纪律，又为全人类将来能够的灭顶之灾供给防护的天文设备。倘若它的观察被星链或许其他通信卫星星座严峻滋扰，蒙受损失的没有只是这台千里镜的金主能源部跟停止相关研讨的科学家。除LSST中，现阶段全世界规模内另有诸多巡天观察名目，例如的斯隆数字巡天跟我国的LAMOST巡天千里镜。若是星链的光污染问题趋于严峻，他们跟LSST一样，也皆会是潜伏的受害者。

马斯克回应，却仍没法消除天文界疑虑

关于天文界的耽忧，马斯克一起头回应道天上的卫星那么多，他多放一些也不妨。并且，人们看到的较着的光点，是星链卫星方才入轨时的形态。跟着他们渐渐降低高度到事情轨道，亮度会减弱到不影响的水平。然而，哈佛-史密松天体物理中间的天文学家 Jonathan McDowell发明，本年5月发射的首批星链卫星，虽然高度曾经降低到约550千米，但其亮度依然能到达约4到7等的视星等，岂但可以滋扰千里镜的观察，以至人们用肉眼皆有能够看到。

荷兰天文爱好者拍 的星链卫星划过夜空的图象。（图片来自：Phys.org）

正在发明天文学家的质疑声响愈来愈强，以至国际天文联合会皆对此正式发表声明后，马斯克又发推文说他们将正在将来采取措施，削减卫星的反光，从而降低对天文观察的滋扰。但那并不消除天文学家的疑虑。除推特上宣布的许诺，SpaceX并不给出来对于若何削减卫星反光的细节，天文学家们也拿不到将来星链轨道的信息，没法展开系统性

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的研讨去切当的评价星链对光学天文观察的威逼。

将空中千里镜搬来太空以办理光污染问题？没有可行

有些人道，正在近地轨道上运转的哈勃太空千里镜取得了举世瞩目的胜利，将来将要上天的韦伯太空千里镜又会将可见光波段的太空千里镜的观察才能晋升到一个新高度，人类为何借须要继承正在空中上扶植千里镜、展开天文观察呢？

实际上，虽然太空千里镜无需思量大气层和卫星闪光对观察的影响，但其口径仍然没法与地基千里镜比拟。而口径越大，即意味着千里镜能轻松的取得越好的角分辨率，可能看清越注意的布局。同时，地基千里镜可能不断更新进级设备，将最新的技巧使用到观察中。而太空千里镜一旦上天便从另一方面代表着一切仪器的参数将会锁定，没法再更新换代。

斯隆数字巡天利用的千里镜。（图片来自 sss.org）

另外，关于巡天观察来说

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，若是要将千里镜发射到太空之中，便必需思量寰宇通讯带宽对观察数据量的限定，而正在空中上则不如许的一个问题。最初，将任何器材弄到太空之中，资金本钱跟技巧复杂度便会产生极大的收缩。现阶段，韦伯太空千里镜曾经花掉了NASA快要00亿美元的巨款，上天依旧遥遥无期。天文学界估量找不到哪个金主，可能将现有的天文观察才能悉数搬到太空中来。

滋扰射电观察、潜伏太空渣滓，星链卫星问题重重

即使星链真的不再闪光，消弭对光学天文的威逼，其对射电天文学的威逼仍然存在。射电天文经由过程吸收天体发射的无线电旌旗灯号去停止观察，是以普通的射电千里镜正在表面上更像是一个极大的卫星天线，或者说，一个极大的锅。近年来，跟着无线电使用的日趋增长，射电天文学家们始终正在经由过程国际通讯协会等组织与卫星通信等其他无线电用户周旋，愿望频谱空间中停止天文观察的频段没有被人为发生的旌旗灯号滋扰。而一旦低轨上布置了大批的互联网通信卫星，射电天文学家们对频次的“争夺”将变得更难题。同时，射电千里镜的口径动辄数十米，FAST这类依地形而建的射电千里镜口径更到达了500米。正在太空中扶植如斯口径的射电千里镜，现阶段看借不详细可行的计划。

除对天文观察的影响中，太空渣滓也是星链

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能够惹起的一个潜伏问题。本年5月升空的首批60颗星链卫星中，曾经有3颗与空中失联，成为了潜伏的太空渣滓。虽然高层大气的阻力可能使他们天然坠落，但从失联到坠落须要较长的工夫。依据NASA太空碎片名目办公室的一项研讨，数目到达数千颗范围的卫星星座，至少要保障99%的卫星正在寿命行将濒临时，皆能自动受控离轨，快捷坠入大气层销毁，才能够正真的保障近地轨道能够的卫星相撞几率没有堕入失控的形态。这项研讨假定的是卫星事情的轨道高度也许正在000千米摆布，而现阶段星链筹划采取的550千米的轨道高度。关于星链，虽然因为轨道大气阻力更强，太空渣滓问题暴发的能够虽然有所降低，但SpaceX好像不停止近似的研讨，去肯定的给出星链体系卫星可靠性与太空渣滓危险的关联。

星链卫星星座的轨道构思图。（图片来自：technology.org/）

结语

若是您念拥有一台新车，那么起首要取得购车资历，还要解决一系列的手续，交纳相关的用度，并正在一样平常行车中遵照交通法规。一切这些，皆是为了公共资源可能被无效有度的分派利用，连结乡村可连续的不变运转。而正在太空之中，依然不具有强制力的国际功令或条约保护响应的秩序。当SpaceX跟其他企业筹备雄心壮志的占据太空时，却不哪个国际机构或组织可能范例他们的行动，为人类共有的夜空跟轨道供给充足的护卫。

跟汽车汽船飞机分歧的是，航天器只有入轨，就要围着全部地球转以至飞离地球，利用的是全世界、全人类的资源。若何让太空没有堕入森林轨则形成的种种问题，大概是一个更紧张的问题。

参考资料：

.Liou et. al. NASA ODPO‘s Large Constellation Stuy Orbital Debris Quarterly News (3) 08

.https:///articles/4586-09-03446-y

3.https:///spacex-starlink-astronomy-observations.html

5.https:///astronomy-group-worries-about-starlink-science-interference.html

6.https://spacenews.com/little-legal-recourse-for-astronomers-concerne-about-starlink/

7.https://.au/space/will-elon-musks-starlink-satellites-harm-astronomy-heres-what-we-know.aspx