原創 科技日報 2019-12-16 22:56:39

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(jìn)行得浩浩蕩蕩。

今年5月，馬斯克旗下的SpaceX將(jiāng)首批60顆星鏈衛星發(fā)射升空。今年“雙十一”，你在忙着購物時，SpaceX又把60顆星鏈衛星送上了天。這(zhè)個月，可能(néng)還(hái)要再發(fā)射60顆。

Starlink 計劃 圖片來源：Starlink官網

然而，來自天文界的反對(duì)聲也此起(qǐ)彼伏。

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

成(chéng)千上萬顆近地衛星

將(jiāng)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(jiāng)爲那些缺乏或沒(méi)有網絡連接的人群提供快速、可靠的網絡。

不同于軌道(dào)高度36000公裡(lǐ)的地球同步衛星，星鏈計劃通過(guò)部署在近地軌道(dào)的衛星實現，軌道(dào)高度隻有幾百公裡(lǐ)。

近地軌道(dào)衛星的優點在于，通信信号延遲低，衛星功率無需太高，屬于小型化衛星，成(chéng)本也低。但軌道(dào)高度越低，讓通信信号覆蓋整個地球表面(miàn)所需要的衛星數量就越多。

星鏈衛星的軌道(dào)高度隻有幾百公裡(lǐ)。圖片來源：Starlink 官網

SpaceX計劃先發(fā)射12000顆星鏈衛星，這(zhè)個數目已然十分驚人。更驚人的是，它又向(xiàng)國(guó)際電信聯盟提出申請，爲額外30000顆星鏈衛星部署頻譜。如果都(dōu)能(néng)成(chéng)功實施的話，加起(qǐ)來總共42000顆。

這(zhè)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(fā)射這(zhè)麼(me)多顆衛星，肯定會影響天文觀測，這(zhè)是毫無疑問的。”北京天文館館長(cháng)朱進(jìn)接受科技日報記者采訪時說。

光學(xué)天文學(xué)首當其沖。“太陽下山後(hòu)，地球上空的這(zhè)些近地軌道(dào)衛星可以被太陽照得非常明亮。而且這(zhè)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(xué)從事(shì)天文學(xué)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(hòu)的景象。圖片來自衛星追蹤愛好(hǎo)者馬可·蘭博萊克拍攝的視頻

王松虎介紹，利用光學(xué)望遠鏡對(duì)太空進(jìn)行觀測，就好(hǎo)比是給太空照相。這(zhè)些明亮的星鏈衛星可能(néng)使部分天文圖像都(dōu)曝光過(guò)度，一片白茫茫。

有些對(duì)暗弱天體的觀測，單幅曝光時間非常長(cháng)，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(chéng)一條非常亮的線，處理起(qǐ)來非常麻煩，對(duì)觀測質量會有很大影響。

“夏季的影響可能(néng)更大。大概太陽落山之後(hòu)和升起(qǐ)之前的3個小時都(dōu)無法觀測。夏天本來夜晚就很短，這(zhè)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(xué)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(jiāng)使LSST 20%的觀測毫無價值。

位于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(xué)中心的天文學(xué)者喬納森·麥克道(dào)維爾認爲，光學(xué)天文學(xué)將(jiāng)會遇到大問題，尤其是在拍攝最微弱和最遙遠的星體方面(miàn)。這(zhè)些衛星會使有些天文觀測項目變得不可行，還(hái)有一些項目則需要花費更長(cháng)時間，因此也變得成(chéng)本更高。

麥克道(dào)維爾尤其擔心，這(zhè)些衛星會降低科學(xué)家捕捉那些有可能(néng)撞上地球的危險小天體的能(néng)力。

爲應對(duì)輿論壓力，SpaceX表示，它將(jiāng)測試一種(zhǒng)試驗性塗層，目的是讓星鏈衛星的反射性降低。這(zhè)樣星鏈衛星就沒(méi)那麼(me)亮了。

SpaceX首席運營官格溫·肖特威爾稱，本月即將(jiāng)發(fā)射的60顆新衛星中，其中一顆將(jiāng)應用這(zhè)種(zhǒng)塗層。

該公司希望將(jiāng)塗層應用到更多衛星之前，先測試一下塗層的效果。因爲這(zhè)種(zhǒng)塗層的抗反射性能(néng)會導緻衛星的熱量變化，并對(duì)衛星性能(néng)産生不利影響。

星鏈衛星 圖片來源：SpaceX

現在誰也不知道(dào)這(zhè)種(zhǒng)塗層會不會有明顯效果。

麥克道(dào)維爾認爲，這(zhè)值得嘗試。他相信，這(zhè)種(zhǒng)塗層會使星鏈衛星的亮度降低3個級别，肉眼將(jiāng)不再看到。

這(zhè)意味着，普通人還(hái)可以繼續擡頭享受比較完整的星空。至于會不會真正幫助專業的天文學(xué)者，依然難說。

“可能(néng)會好(hǎo)一些，但也好(hǎo)不了哪裡(lǐ)去。”朱進(jìn)認爲，降低亮度或許會對(duì)光學(xué)觀測有所幫助，但并不會降低對(duì)射電望遠鏡的幹擾。

沒(méi)錯，射電天文領域可能(néng)也難以幸免。

“幾萬顆位于近地軌道(dào)的星鏈衛星會占據很多無線電波頻道(dào)，將(jiāng)直接影響對(duì)高頻信号進(jìn)行觀測的射電望遠鏡。”中科院國(guó)家天文台研究員張承民告訴科技日報記者，衛星上天後(hòu)如果錯誤使用其他頻段，還(hái)會幹擾其他射電望遠鏡。另外，如此大量的近地軌道(dào)衛星，也會增加太空交通的風險。

除非達成(chéng)共識，趨勢難以扭轉

王松虎告訴科技日報記者，星鏈計劃這(zhè)樣的太空互聯網項目讓他感到很矛盾。

一方面(miàn)，太空互聯網号稱讓地球上很多偏僻角落都(dōu)用上互聯網，并帶來更好(hǎo)的互聯網服務。對(duì)市場而言，這(zhè)意味着巨大的經(jīng)濟利益。

星鏈計劃希望在2020年爲美國(guó)北部和加拿大提供網絡服務，并到2021年接近爲全球人口密集區域提供網絡服務。圖片來源：Starlink 官網

SpaceX的星鏈計劃隻是其中之一，其他公司也在加入。OneWeb公司在今年2月發(fā)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(fā)展的角度來看，王松虎認爲，這(zhè)個趨勢很難扭轉。因爲網絡需求在那裡(lǐ)，資本利益也在那裡(lǐ)。除非全世界都(dōu)達成(chéng)共識，否則就算SpaceX不發(fā)射星鏈衛星，也會有其他機構發(fā)射類似的衛星。

另一方面(miàn)，作爲天文工作者，王松虎對(duì)這(zhè)些太空互聯網項目卻是有些反對(duì)的。這(zhè)些衛星勢必對(duì)天文觀測帶來不利影響，而且随着太空互聯網的市場越做越大，可能(néng)將(jiāng)有越來越多的衛星飛上天。

朱進(jìn)也表達了類似的觀點。

“太空互聯網是一種(zhǒng)網絡解決方案，它是一個趨勢。”朱進(jìn)說，但他也擔憂，上萬顆星鏈衛星隻是開(kāi)始，以後(hòu)其他機構争相發(fā)射，情況會變得日益嚴重。

在王松虎看來，即便跳出天文圈，對(duì)普通人而言，這(zhè)也是個巨大的矛盾。

“擡頭能(néng)夠看到星空，是不是普通人的權利之一？如果是的話，那麼(me)這(zhè)些技術公司爲了技術理想也好(hǎo)，爲了經(jīng)濟利益也好(hǎo)，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(miàn)，對(duì)于沒(méi)有光纜通信的偏遠地區，通過(guò)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(zhè)些矛盾并不容易。朱進(jìn)認爲，可能(néng)需要天文研究、衛星發(fā)射、無線電管理等領域的相關國(guó)際組織進(jìn)行溝通協商，建立一種(zhǒng)共識和協調機制。

查看原文；馬斯克的星鏈計劃很酷炫，但天文圈卻很頭疼