文章摘要
欧洲南方天文台最新研究指出,若按现有计划发射超170万颗卫星(含极亮卫星),将对天文学造成“毁灭性影响”。研究建议轨道上暗于肉眼可见的卫星不应超过10万颗,以保护现代望远镜观测夜空的能力。
文章总结
欧洲南方天文台(ESO)的一项新研究警告,当前计划发射超过170万颗卫星(包括亮度极高的卫星)的提案,将对天文学造成“毁灭性后果”。研究指出,为保护现代望远镜观测夜空的能力,地球轨道上不应超过10万颗肉眼不可见的暗淡卫星。这是首次计算大型明亮卫星星座(其健康与环境影响也引发担忧)通过增亮夜空对天文观测的影响程度。
自2019年以来,地球轨道卫星数量已激增至超过1.4万颗,以SpaceX的星链通信卫星为主。卫星提案在数量和潜在影响上均不断升级。ESO天文学家奥利维耶·海诺强调,尽管SpaceX等公司已采取措施降低卫星亮度,但当前提案已“超越”天文学可承受的极限。他经同行评审的研究显示,SpaceX计划发射100万颗卫星用于太空数据中心,将显著改变天空外观:每夜大部分时间可见数百颗卫星,某些时刻可达数千颗,与良好条件下肉眼可见的恒星数量相当。其他计划中的星座(如E-Space的Cinnamon和中国CTC-1/2)将再增加数十万颗卫星,加剧问题。
美国初创公司Reflect Orbital计划发射由大型镜面卫星组成的星座,在夜间反射阳光,光束在地球表面跨度至少5公里。他们计划今年发射原型卫星,到2035年增至5万颗。这些卫星将成为轨道上最亮的天体,对地球暗夜造成破坏性影响。海诺的计算显示,完整星座将使夜空充满数百颗明亮可见的卫星;在反射光束内,卫星亮度可达满月的4倍;即使不直接指向观测者,每颗卫星也如金星般明亮。从慕尼黑等光污染城市看,这些卫星将是夜空中唯一可见的“星星”。
这些提案将显著增亮夜空,阻碍人类观测遥远星系、系外类地行星甚至潜在危险小行星等暗弱天体。海诺模拟了所有现有及计划卫星星座的位置、运动和亮度。对于SpaceX巨型星座,他发现在智利帕瑞纳天文台ESO甚大望远镜(VLT)拍摄的每张图像中,会出现数十条卫星轨迹,导致视场损失高达28%。若卫星稍亮,某些仪器受影响更严重,如鲁宾天文台的相机可能使大部分图像在数小时内无法使用。
海诺的模拟假设Reflect Orbital卫星不直接指向天文台,但单颗镜面卫星的轨迹仍可能破坏观测。当卫星被太阳照亮时,该星座的完整舰队将使此类相机的每张图像失效。卫星不仅产生交叉轨迹,其光线还会污染整个天空:太暗而不可见的卫星产生“漫射”光,较亮卫星的光线穿过大气时向各方向“散射”,两者均增加夜空整体亮度。这项研究首次考虑了卫星星座对背景天空亮度的贡献,揭示了卫星光污染的全面影响。Reflect Orbital等极亮星座影响尤为显著,5万颗卫星将使天空整体亮度增加3至4倍。
海诺总结,拟议的170万颗新卫星将对地基天文学造成严重后果。只有将现有和未来卫星总数限制在10万颗以内,且卫星暗淡到在暗夜地点肉眼不可见,才能避免这些影响。他补充,卫星必须暗于视星等7;若部分卫星过亮,总数需大幅降低。SpaceX和Reflect Orbital已向美国联邦通信委员会(FCC)申请发射许可。ESO联合英国皇家天文学会和国际天文学联合会,基于这项研究向FCC提交了回应。ESO机构事务官员贝蒂·基奥科表示,FCC已收到大量评论,目前等待其决定。ESO总干事泽维尔·巴孔斯强调,天文学为人类创造巨大价值,大量低轨卫星挑战了这一能力,需限制未来卫星发射并采取严格缓解措施。海诺指出,卫星星座还影响地球生命健康与生态系统,以及空气质量,他呼吁其他领域专家评估相关影响。他总结道,低地球轨道是“天体海岸”,为现代生活提供巨大价值,但必须管理巨型星座的足迹,确保这一资源为后代保持纯净和可及。
评论总结
根据评论内容,主要观点和论据如下:
观点一:担忧光污染,认为这是对夜空权利的剥夺 - 评论2:“Finding a dark clear sky spot is one of the worlds greatest joys and most awesome experiences.”(找到一片黑暗晴朗的天空是世界上最伟大的乐趣和最令人敬畏的经历之一。) - 评论3:“For the first time in human history, the generations living now have been systematically robbed of their ancestral right to witness the night sky.”(人类历史上首次,当代人被系统性地剥夺了见证夜空的祖传权利。)
观点二:支持卫星发展,认为这是进步的必要代价 - 评论4:“I am a science and astronomy fan, but I am sorry, in this case progress is more important.”(我是科学和天文爱好者,但抱歉,在这种情况下进步更重要。) - 评论6:“This is a tradeoff we have to make with infrastructure and development in general... Satellites are actually easier than most of those tradeoffs, because nothing lives in space.”(这是基础设施和发展中必须做出的权衡……卫星实际上比大多数权衡更容易,因为太空中没有生命。)
观点三:强调卫星的实用价值,反对限制 - 评论9:“if I'm told that the Africans should not have access to high-speed satellite Internet so that the Europeans can use one specific method of looking at the stars, I don't find that convincing.”(如果告诉我非洲人不应获得高速卫星互联网,以便欧洲人能用某种特定方式观星,我觉得这没有说服力。) - 评论13:“99.99% of the world would rather watch a train of Starlink satellites than some star they couldn't see anyway.”(世界上99.99%的人宁愿看一列星链卫星,也不愿看他们反正看不到的星星。)
观点四:认为天文学家应主动适应,而非限制他人 - 评论23:“I do not understand why the astronomers feel entitled to determine fair use of the sky... it's much easier and more reasonable to ask what the telescopes can do to mitigate the problem.”(我不明白为什么天文学家觉得有权决定天空的公平使用……更合理的是问望远镜能做什么来缓解问题。) - 评论23:“I for one would much rather see effort put into advancing telescope design than blocking advances of our use of space!”(我宁愿看到努力推进望远镜设计,而不是阻碍我们利用太空的进步!)
观点五:质疑卫星的实用性和可行性 - 评论21:“It seems fairly unlikely that it could be practical. It seems kind of nuts... Straight up nuts with no practical value.”(这似乎不太可能实用。这有点疯狂……完全没有实用价值。) - 评论16:“It upsets me that an establishment like ESO would grip on the 'data centers in space' narrative given the absurd physics constraints.”(ESO这样的机构抓住“太空数据中心”的说法让我不安,因为物理限制很荒谬。)
观点六:认为限制为时已晚,或存在地缘政治偏见 - 评论15:“too late... there are already several starlink competitors and even other countries planning to launch their own 1000-10,000 node networks.”(太晚了……已经有几个星链竞争对手,甚至其他国家计划发射自己的1000-10000节点网络。) - 评论10:“only western US / European countries are allowed to have them. The rest are called shadow fleet satellites.”(只有美国西部/欧洲国家被允许拥有它们。其他国家的被称为影子舰队卫星。)
观点七:关注补偿和公平问题 - 评论12:“It's a public space. No one should be able to just take it over for free. We aren't being compensated for the pollution of our skies.”(这是公共空间。没有人应该免费占用。我们没有因天空污染得到补偿。)
观点八:提出技术解决方案 - 评论8:“Should it be possible to coordinate orbits to create permanent clear spots on the sky where observatories are? A LEO no flight zone of sorts.”(是否可能协调轨道,在天空为天文台创造永久清晰点?一种低轨禁飞区。) - 评论7:“If we can launch 1M satellites, how many telescopes can we launch?”(如果我们能发射100万颗卫星,我们能发射多少望远镜?)