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SpaceX 要让Starlink卫星减少光污染

2020-06-21李垚

电脑报 2020年22期
关键词:颗卫星天文台天文学家

李垚

由埃隆·马斯克创立的私人火箭公司SpaceX 近期宣布对其计划发送的互联网卫星的轨道进行调整。一年前,SpaceX发射了第一批Starlink低轨道互联网卫星时,引起了天文学家的强烈抗议。因为每颗卫星都将太阳光反射到地球,使卫星看起来十分明亮,造成了夜空的光污染。如果马斯克继续按计划发送多达42000颗卫星,为客户提供高速连接的许可之后,后果显然是不可控的。

在匈牙利萨尔格塔让的一家老能源工厂的混凝土堆上看到的星际卫星长时间曝光的合成图

好看的背后是光污染

近一年里SpaceX 只发射了数百颗卫星,他们的工程师已经与两组天文学家合作,力求使卫星看起来不那么耀眼。尽管科学家们尚无法确定这些方法是否会完全有效,但他们仍然希望最好是肉眼看不见,并大大减少其对天文台的影响。

使卫星变暗的第一次尝试是在1月初,SpaceX发射了带有实验涂层的卫星,旨在使轨道器的反射率变低,绰号为DarkSat的卫星确实显得更暗了,但做得不够。于是SpaceX在卫星向更高轨道飞行时调整其方向,通过使太阳能电池板相对于地球边缘朝上,每个轨道器在初始部署后(最亮时)将向地面反射的阳光要少得多。此外,他们将部署一个防护罩,类似于遮阳伞或汽车遮阳板,阻止高反射光线。

网络上廣为流传的Starlink卫星,正是SpaceX公司2019年发射的

密西根大学天文学荣誉教授帕特里克·塞策一直在进行卫星分析,他希望这些变化能使它们肉眼看不见这些低轨道卫星。这对于天文学家和夜空拥护者们来说是一个巨大的安慰,他们担心低轨道卫星的移动灯光会使得天文学家很难再观察到星座。

多年以来,科学家们一直在寻找夜幕降临后掠过的近地小行星或者爆炸恒星的影像。但是Starlink造成了干扰,每当卫星产生反光时,都会引起光斑。如果那颗卫星足够亮,对望远镜探测器还会产生幻影。

为了避开这些幻影,加利福尼亚大学戴维斯分校的物理学家、鲁宾天文台的首席科学家安东尼·泰森和他的同事们建立了一套算法,但仅适用于微弱反光的卫星。但是随着越来越多的卫星发射,它们迟早将在暮色和黎明的时间里挤满天空。

明年科学家将进一步模拟这些影响,看看它们是否能够以某种方式解决问题。泰森博士说,在某些情况下他们可能不得不丢掉Starlink图像,错过了发现,意味着科学观察也失败了。

位于智利的美国望远镜维拉·C·鲁宾天文台,它将在2023年开始全面运行

除了科学人士,许多人对挤满天空的其他卫星运营商也感到不安。迄今为止,英国公司OneWeb已经发射了74颗卫星,尽管OneWeb 于3月份申请了破产保护,但其未来仍然不确定。包括亚马逊、Telesat(加拿大通信卫星公司)和三星在内的其他公司可能很快就会推出自己的低轨道互联网卫星业务。

Starlink是什么

Starlink是SpaceX计划推出的一项通过低地轨道卫星网,提供覆盖全球的高速互联网接入服务。在2020年之前在低中高三个轨道上部署接近12000颗卫星(最终42000个),还需要再建设100万个接入型地面站和6个卫星网关站,整个计划预计需要100亿美元的投资。

每颗卫星的使用寿命为 5 到 7 年,退役后,推进器为卫星减速促使其脱轨,脱轨后的卫星会坠入大气层烧毁。

Starlink在干什么

Starlink网络在理论上支持400万用户,简单说就是400万个太空“WiFi”,提供宽带互联网服务。面向的是商企业用户的“痛点”需求和“不差钱”的富豪(拥有私人飞机、游艇的超级富豪)随时随地高速上网的需求。

SpaceX 计划在 2027 年 11 月之前完成12000 颗卫星(最终42000个)的组网工作。虽然数量巨大,但并非人们想象中的那么困难,原因是这种卫星跟我们所认知的其他卫星发射部署入轨的方式不一样。“猎鹰 9” 可同时发射60颗卫星,但SpaceX 正在研发的Starship就恐怖了,一次发几百颗卫星,而且发射费用相当于“猎鹰 9”的10%,就像是在轨道上“撒豆子”一样发射。

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