SpaceX 要讓Starlink衛(wèi)星減少光污染

李垚

由埃隆·馬斯克創(chuàng)立的私人火箭公司SpaceX 近期宣布對其計劃發(fā)送的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的軌道進行調(diào)整。一年前，SpaceX發(fā)射了第一批Starlink低軌道互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星時，引起了天文學(xué)家的強烈抗議。因為每顆衛(wèi)星都將太陽光反射到地球，使衛(wèi)星看起來十分明亮，造成了夜空的光污染。如果馬斯克繼續(xù)按計劃發(fā)送多達42000顆衛(wèi)星，為客戶提供高速連接的許可之后，后果顯然是不可控的。

在匈牙利薩爾格塔讓的一家老能源工廠的混凝土堆上看到的星際衛(wèi)星長時間曝光的合成圖

好看的背后是光污染

近一年里SpaceX 只發(fā)射了數(shù)百顆衛(wèi)星，他們的工程師已經(jīng)與兩組天文學(xué)家合作，力求使衛(wèi)星看起來不那么耀眼。盡管科學(xué)家們尚無法確定這些方法是否會完全有效，但他們?nèi)匀幌Ｍ詈檬侨庋劭床灰?，并大大減少其對天文臺的影響。

使衛(wèi)星變暗的第一次嘗試是在1月初，SpaceX發(fā)射了帶有實驗涂層的衛(wèi)星，旨在使軌道器的反射率變低，綽號為DarkSat的衛(wèi)星確實顯得更暗了，但做得不夠。于是SpaceX在衛(wèi)星向更高軌道飛行時調(diào)整其方向，通過使太陽能電池板相對于地球邊緣朝上，每個軌道器在初始部署后（最亮?xí)r）將向地面反射的陽光要少得多。此外，他們將部署一個防護罩，類似于遮陽傘或汽車遮陽板，阻止高反射光線。

網(wǎng)絡(luò)上廣為流傳的Starlink衛(wèi)星，正是SpaceX公司2019年發(fā)射的

密西根大學(xué)天文學(xué)榮譽教授帕特里克·塞策一直在進行衛(wèi)星分析，他希望這些變化能使它們?nèi)庋劭床灰娺@些低軌道衛(wèi)星。這對于天文學(xué)家和夜空擁護者們來說是一個巨大的安慰，他們擔(dān)心低軌道衛(wèi)星的移動燈光會使得天文學(xué)家很難再觀察到星座。

多年以來，科學(xué)家們一直在尋找夜幕降臨后掠過的近地小行星或者爆炸恒星的影像。但是Starlink造成了干擾，每當衛(wèi)星產(chǎn)生反光時，都會引起光斑。如果那顆衛(wèi)星足夠亮，對望遠鏡探測器還會產(chǎn)生幻影。

為了避開這些幻影，加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的物理學(xué)家、魯賓天文臺的首席科學(xué)家安東尼·泰森和他的同事們建立了一套算法，但僅適用于微弱反光的衛(wèi)星。但是隨著越來越多的衛(wèi)星發(fā)射，它們遲早將在暮色和黎明的時間里擠滿天空。

明年科學(xué)家將進一步模擬這些影響，看看它們是否能夠以某種方式解決問題。泰森博士說，在某些情況下他們可能不得不丟掉Starlink圖像，錯過了發(fā)現(xiàn)，意味著科學(xué)觀察也失敗了。

位于智利的美國望遠鏡維拉·C·魯賓天文臺，它將在2023年開始全面運行

除了科學(xué)人士，許多人對擠滿天空的其他衛(wèi)星運營商也感到不安。迄今為止，英國公司OneWeb已經(jīng)發(fā)射了74顆衛(wèi)星，盡管OneWeb 于3月份申請了破產(chǎn)保護，但其未來仍然不確定。包括亞馬遜、Telesat（加拿大通信衛(wèi)星公司）和三星在內(nèi)的其他公司可能很快就會推出自己的低軌道互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)。

Starlink是什么

Starlink是SpaceX計劃推出的一項通過低地軌道衛(wèi)星網(wǎng)，提供覆蓋全球的高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。在2020年之前在低中高三個軌道上部署接近12000顆衛(wèi)星（最終42000個），還需要再建設(shè)100萬個接入型地面站和6個衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)站，整個計劃預(yù)計需要100億美元的投資。

每顆衛(wèi)星的使用壽命為 5 到 7 年，退役后，推進器為衛(wèi)星減速促使其脫軌，脫軌后的衛(wèi)星會墜入大氣層燒毀。

Starlink在干什么

Starlink網(wǎng)絡(luò)在理論上支持400萬用戶，簡單說就是400萬個太空“WiFi”，提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。面向的是商企業(yè)用戶的“痛點”需求和“不差錢”的富豪（擁有私人飛機、游艇的超級富豪）隨時隨地高速上網(wǎng)的需求。

SpaceX 計劃在 2027 年 11 月之前完成12000 顆衛(wèi)星（最終42000個）的組網(wǎng)工作。雖然數(shù)量巨大，但并非人們想象中的那么困難，原因是這種衛(wèi)星跟我們所認知的其他衛(wèi)星發(fā)射部署入軌的方式不一樣?！矮C鷹 9” 可同時發(fā)射60顆衛(wèi)星，但SpaceX 正在研發(fā)的Starship就恐怖了，一次發(fā)幾百顆衛(wèi)星，而且發(fā)射費用相當于“獵鷹 9”的10%，就像是在軌道上“撒豆子”一樣發(fā)射。