「上观新闻」马斯克的“星链”计划要让全球“互联”,不过问题也来了

美国初创公司SpaceX公司于11月11日将60颗“星链(Starlink)”卫星送入近地轨道 , 使在轨“星链”卫星总数达到至少120颗 。 天文学家近日指出 , 他们对天空障碍的恐惧变成了现实 。

威胁

“星链”卫星项目由SpaceX公司首席执行官马斯克于2015年推动 , 以提升全球范围互联网连接状况 。 按照马斯克的设想 , 发射更多卫星能扩展互联网带宽和覆盖范围 。 亚马逊、OneWeb等其他公司也有类似大型卫星群计划 。

今年5月 , SpaceX发射首批“星链”卫星 。 这些卫星的亮度随即引发天文学家的关注和担忧 。 天文学家指出 , 随着近地轨道越来越拥挤 , 观测和科研将受到越来越多光线的干扰 。 《纽约时报》称 , 自那以后 , 许多科学家一直在执行一项任务:量化“星链”影响 , 并与SpaceX分享担忧 。 SpaceX回应称 , 希望减轻“星链”项目潜在影响 。 但与此同时 , 它仍在全速推进这一计划 。

《福布斯》杂志称 , 从地球上观测天空 , 约有9000颗恒星肉眼可见 。 然而 , SpaceX的122颗“星链”卫星不仅比这些恒星中的大多数更亮 , 而且在天空中快速移动 , 所留轨迹污染了天文学家的数据 。

11月18日 , 智利Cerro Tololo泛美天文台天文学家克拉拉·马丁内斯·巴斯克斯(Clarae Martinez-Vazquez)在推特上写道 , “我震惊了” , 大量“星链”卫星穿过天空 , 一直持续5分多钟 , 其中19颗卫星反射的强光干扰了用于观测其他星系的高能照相机 。 “相当令人沮丧的……这可不酷!”英国《新科学家》周刊网站称 , 当时天文学家正使用暗能量照相机(Dark Energy Camera)在可见光和近红外波段拍摄夜空图像 。

美国西北大学的克利夫·约翰逊(Cliff Johnson)在推特上发布了来自暗能量照相机的原始图片 , 清晰捕捉了卫星留下的发光斜线 。 美国《自然》杂志称 , 这些明亮的光束会阻挡其下方天体 , 并在望远镜中触发错误信号 。 美国史密斯学院学者詹姆斯·洛温瑟尔(James Lowenthal)说 , “它们可能会威胁到天文学本身 。 ”

善意

马斯克5月回应舆论质疑时称 , “星链”卫星不会影响天文观测 。 他在推特上写道 , 已有4900颗卫星在轨道上 , 人们注意到它们的时间是0% 。 它对天文学的进步没有任何影响 。 SpaceX公司一名发言人日前表示 , SpaceX正与主要天文学团体进行沟通 , 设法不让卫星干扰其工作 。 战术层面 , 公司计划把卫星底色改为黑色 , 希望能起到帮助作用 。

不过 , 美国加州大学戴维斯分校天文学家安东尼·泰森(Anthony Tyson)认为 , 这一改进解决不了问题 。 在他看来 , 解决办法是对望远镜进行设置以避开“星链”卫星 。 《纽约时报》称 , 基于1.2万颗“星链”卫星的早期模拟结果表明 , 存在实现可能性 , 但SpaceX申请再发射3万颗卫星的计划打乱了计算结果 。

《纽约时报》称 , 鉴于亚马逊、Telesat和OneWeb等公司计划发射类似巨型卫星群 , SpaceX的3万颗卫星或许只是一个开始 。 如果天空中有许许多多明亮的移动物体 , 工作就会变得非常复杂 。

更关键的问题是 , 迄今为止 , 天文学家几乎没有法律追索权 , 因为没有保护天空免受光污染的法律 。

“国际空间法非常开放 , ”美国密歇根州立大学天文学家梅根·多纳休(Megan Donahue)说 , 虽然许多天文学家一直对无线电干扰和太空碎片感到担忧 , 但光污染是更大的担忧 , 因为没有相关规定 。 这意味着任何前进的道路都依赖于SpaceX和其他公司的善意 。 “这更像是一个哲学问题 , 可以归结为:我能在多大程度上相信企业的善意?企业会在多大程度上关心科学以及天文学工作者的意见?”

碰撞

除了光污染外 , “星链”卫星还可能带来更多太空垃圾 , 从而引发更多碰撞事故 。

美国商业内幕网站称 , 地球周围有逾1亿块太空垃圾 , 包括废弃卫星、宇宙飞船残片等 。 每块碎片 , 无论多小 , 都以足以对重要设备造成灾难性破坏的速度飞行 。 对宇宙飞船上的宇航员来说 , 每次撞击都可能致命 。 人类送入轨道的物质越多 , 碰撞风险就越高 。 从理论上讲 , 一次碰撞可能会产生和传播垃圾碎片 , 然后引发另一次碰撞 , 进而产生更多碎片 , 导致一连串碰撞 。 最终 , 地球将被碎片所包围 , 以至于任何宇宙飞船都无法避免碰撞 。

曾在美国宇航局(NASA)约翰逊航天中心工作的唐纳德·J·凯斯勒(Donald J. Kessler)在一项研究中首次提出上述危险情形 。 他计算出可能需要几百年时间来清理这些碎片 , 使太空飞行再次安全 。

在5月发射第一批“星链”卫星时 , SpaceX表示计划利用离子发动机将两颗卫星“脱离轨道” , 将它们送入地球大气层 , 在那里燃烧殆尽 。 但据天文学家观测 , 截至10月27日上述卫星还未脱离轨道 。

SpaceX和亚马逊都在设计能通过自动或人工操作避免碰撞的卫星 。 但即便如此 , 亚马逊最近向美国联邦通信委员会提交的文件显示 , 如果其5%的卫星出现故障 , 那么在大卫星群内发生碰撞的风险将在6%左右 。 就SpaceX而言 , 其第一批60颗“星链”卫星失败率为5%:其中3颗在部署后停止工作 。 这三颗报废卫星将环绕地球一周 , 直到地球引力将它们拉回地面 , 落入大气层后可能在一年内燃烧殆尽 。 但在那之前 , 它们将留在轨道上 , 与地面操作人员处于失联状态 。 《福布斯》指出 , 事实上 , 5%的失败率比大多数历史纪录都好 , 但对于一个由数百或数千颗卫星组成的庞大星群来说 , 它肯定远远不够好 。

其实 , 即使是SpaceX公司未报废的卫星 , 也已造成碰撞问题 。 9月2日欧洲航天局透露 , 为避免与SpaceX公司一颗“星链”卫星发生碰撞 , 他们不得不移动“风神(Aeolus)”卫星 。

SpaceX计划在6次发射后于2020年某个时候开始在美国和加拿大提供“星链”互联网服务 , 并计划在2021年实现“近全球覆盖” 。 但考虑到太空观测和太空垃圾风险 , 一些天文学家认为 , 这个速度还是太快了 。


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