馬斯克的星鏈計劃很酷炫，但天文圈卻很頭疼

科技日報記者 劉園園

埃隆·馬斯克那個夢幻無比的星鏈計劃，進行得浩浩蕩蕩。

今年5月，馬斯克旗下的SpaceX將首批60顆星鏈衛星發射升空。今年「雙十一」，你在忙著購物時，SpaceX又把60顆星鏈衛星送上了天。這個月，可能還要再發射60顆。

Starlink 計劃 圖片來源：Starlink官網

然而，來自天文界的反對聲也此起彼伏。

據《麻省理工技術評論》官網報道，SpaceX最新表態，希望嘗試使用一種新的塗層來降低星鏈衛星的亮度，以此來平息天文學家的憤怒。

成千上萬顆近地衛星

將影響天文觀測

星鏈計劃試圖實現所謂的太空互聯網，宣稱將為那些缺乏或沒有網路連接的人群提供快速、可靠的網路。

不同於軌道高度36000公里的地球同步衛星，星鏈計劃通過部署在近地軌道的衛星實現，軌道高度只有幾百公里。

近地軌道衛星的優點在於，通信信號延遲低，衛星功率無需太高，屬於小型化衛星，成本也低。但軌道高度越低，讓通信信號覆蓋整個地球表面所需要的衛星數量就越多。

星鏈衛星的軌道高度只有幾百公里。圖片來源：Starlink 官網

SpaceX計劃先發射12000顆星鏈衛星，這個數目已然十分驚人。更驚人的是，它又向國際電信聯盟提出申請，為額外30000顆星鏈衛星部署頻譜。如果都能成功實施的話，加起來總共42000顆。

這些龐大的數字讓天文圈感到頭疼。

「從天文的角度來講，星鏈計劃發射這麼多顆衛星，肯定會影響天文觀測，這是毫無疑問的。」北京天文館館長朱進接受科技日報記者採訪時說。

光學天文學首當其衝。「太陽下山後，地球上空的這些近地軌道衛星可以被太陽照得非常明亮。而且這些衛星運行得非常快，就像一顆明亮的天體在快速移動。」在耶魯大學從事天文學研究的王松虎告訴科技日報記者。

2019年5月下旬，網友拍攝到首批星鏈衛星升空後的景象。圖片來自衛星追蹤愛好者馬可·蘭博萊克拍攝的視頻

王松虎介紹，利用光學望遠鏡對太空進行觀測，就好比是給太空照相。這些明亮的星鏈衛星可能使部分天文圖像都曝光過度，一片白茫茫。

有些對暗弱天體的觀測，單幅曝光時間非常長，如果有顆明亮的衛星一直在快速移動，會在天文圖像上形成一條非常亮的線，處理起來非常麻煩，對觀測質量會有很大影響。

「夏季的影響可能更大。大概太陽落山之後和升起之前的3個小時都無法觀測。夏天本來夜晚就很短，這樣整個夏天的觀測時間就所剩無幾。」 王松虎說。

給衛星加塗層

是否有效尚不知曉

大型綜合巡天望遠鏡（LSST）首席科學家安東尼·泰森告訴外媒他的估算：多達42000顆星鏈衛星，基本上將使LSST 20%的觀測毫無價值。

位於智利的大型綜合巡天望遠鏡（LSST）藝術效果圖。圖片來源：LSST官網。

來自哈佛-史密森天體物理學中心的天文學者喬納森·麥克道維爾認為，光學天文學將會遇到大問題，尤其是在拍攝最微弱和最遙遠的星體方面。這些衛星會使有些天文觀測項目變得不可行，還有一些項目則需要花費更長時間，因此也變得成本更高。

麥克道維爾尤其擔心，這些衛星會降低科學家捕捉那些有可能撞上地球的危險小天體的能力。

為應對輿論壓力，SpaceX表示，它將測試一種試驗性塗層，目的是讓星鏈衛星的反射性降低。這樣星鏈衛星就沒那麼亮了。

SpaceX首席運營官格溫·肖特威爾稱，本月即將發射的60顆新衛星中，其中一顆將應用這種塗層。

該公司希望將塗層應用到更多衛星之前，先測試一下塗層的效果。因為這種塗層的抗反射性能會導致衛星的熱量變化，並對衛星性能產生不利影響。

星鏈衛星 圖片來源：SpaceX

現在誰也不知道這種塗層會不會有明顯效果。

麥克道維爾認為，這值得嘗試。他相信，這種塗層會使星鏈衛星的亮度降低3個級別，肉眼將不再看到。

這意味著，普通人還可以繼續抬頭享受比較完整的星空。至於會不會真正幫助專業的天文學者，依然難說。

「可能會好一些，但也好不了哪裡去。」朱進認為，降低亮度或許會對光學觀測有所幫助，但並不會降低對射電望遠鏡的干擾。

沒錯，射電天文領域可能也難以倖免。

「幾萬顆位於近地軌道的星鏈衛星會佔據很多無線電波頻道，將直接影響對高頻信號進行觀測的射電望遠鏡。」中科院國家天文台研究員張承民告訴科技日報記者，衛星上天后如果錯誤使用其他頻段，還會干擾其他射電望遠鏡。另外，如此大量的近地軌道衛星，也會增加太空交通的風險。

除非達成共識，趨勢難以扭轉

王松虎告訴科技日報記者，星鏈計劃這樣的太空互聯網項目讓他感到很矛盾。

一方面，太空互聯網號稱讓地球上很多偏僻角落都用上互聯網，並帶來更好的互聯網服務。對市場而言，這意味著巨大的經濟利益。

星鏈計劃希望在2020年為美國北部和加拿大提供網路服務，併到2021年接近為全球人口密集區域提供網路服務。圖片來源：Starlink 官網

SpaceX的星鏈計劃只是其中之一，其他公司也在加入。OneWeb公司在今年2月發射了首批衛星，亞馬遜已公布衛星互聯網計劃，Telesat公司也有相關計劃。

從市場發展的角度來看，王松虎認為，這個趨勢很難扭轉。因為網路需求在那裡，資本利益也在那裡。除非全世界都達成共識，否則就算SpaceX不發射星鏈衛星，也會有其他機構發射類似的衛星。

另一方面，作為天文工作者，王松虎對這些太空互聯網項目卻是有些反對的。這些衛星勢必對天文觀測帶來不利影響，而且隨著太空互聯網的市場越做越大，可能將有越來越多的衛星飛上天。

朱進也表達了類似的觀點。

「太空互聯網是一種網路解決方案，它是一個趨勢。」朱進說，但他也擔憂，上萬顆星鏈衛星只是開始，以後其他機構爭相發射，情況會變得日益嚴重。

在王松虎看來，即便跳出天文圈，對普通人而言，這也是個巨大的矛盾。

「抬頭能夠看到星空，是不是普通人的權利之一？如果是的話，那麼這些技術公司為了技術理想也好，為了經濟利益也好，把數量如此龐大的衛星放在天上，就不太公平了。」王松虎說：「然而另一方面，對於沒有光纜通信的偏遠地區，通過互聯網和世界連接，是不是也是普通人的基本權利呢？」

解決這些矛盾並不容易。朱進認為，可能需要天文研究、衛星發射、無線電管理等領域的相關國際組織進行溝通協商，建立一種共識和協調機制。

來源：科技日報 圖片由本文作者提供

編輯：陳小柒

審核：朱麗

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