新研究表明引進(jìn)26000顆新的巨型衛(wèi)星星座可能會(huì)對(duì)地面天文學(xué)觀測(cè)產(chǎn)生重大影響
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：歐洲南方天文臺(tái)委托進(jìn)行的一項(xiàng)新研究表明，引進(jìn)26000顆新的究表進(jìn)顆巨型巨型衛(wèi)星星座可能會(huì)對(duì)地面天文學(xué)產(chǎn)生重大影響。在未來幾年中，明引隨著SpaceX、衛(wèi)星OneWeb和亞馬遜等公司追求其雄心勃勃的地面大影軌道計(jì)劃，用肉眼可以觀測(cè)到的天文衛(wèi)星數(shù)量將增加兩倍。
人類技術(shù)的測(cè)產(chǎn)進(jìn)步似乎不可避免地與對(duì)自然環(huán)境的污染日益增加密不可分。在地球上，生重工業(yè)化已經(jīng)改變了全球氣候，新研新的星座學(xué)觀響帶來了潛在的究表進(jìn)顆巨型深遠(yuǎn)而巨大的后果，現(xiàn)代消費(fèi)主義的明引到來使海洋受到了塑料廢物的污染。隨著人們對(duì)軌道域的衛(wèi)星掌握越來越多，空間環(huán)境也開始受到人類污染的地面大影損害。例如目前提議的天文巨型衛(wèi)星星座，在未來幾年中，測(cè)產(chǎn)可以看到將近26000顆衛(wèi)星將被發(fā)射到近地軌道，相比之下，現(xiàn)在大約有5000顆衛(wèi)星仍留在軌道上。
巨型衛(wèi)星星座是在低地球軌道上編隊(duì)飛行的大量衛(wèi)星的集合。SpaceX已經(jīng)在建立其Starlink項(xiàng)目，埃隆·馬斯克（Elon Musk）希望該項(xiàng)目有朝一日能夠在全球范圍內(nèi)提供低成本互聯(lián)網(wǎng)的訪問權(quán)限。該公司正忙于通過獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射這些衛(wèi)星。SpaceX不是唯一一家希望使用衛(wèi)星群提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的公司。OneWeb還希望創(chuàng)建一個(gè)由數(shù)百顆衛(wèi)星組成的軌道網(wǎng)絡(luò)，全球巨頭亞馬遜也是如此。
衛(wèi)星技術(shù)的激增以及巨型衛(wèi)星星座的出現(xiàn)，不僅產(chǎn)生了失效衛(wèi)星形式的物理污染，而且在最壞的情況下還產(chǎn)生了軌道碰撞造成的碎片。它還有可能嚴(yán)重干擾天文觀測(cè)。這些成群的探測(cè)器會(huì)毫不留情地穿過強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡的視線，這些望遠(yuǎn)鏡會(huì)捕獲對(duì)宇宙物體的精細(xì)觀測(cè)，從而降低了數(shù)據(jù)集的質(zhì)量。
這項(xiàng)最新研究背后的科學(xué)家對(duì)巨型衛(wèi)星星座可能對(duì)進(jìn)行可見光和紅外觀測(cè)的ESO望遠(yuǎn)鏡的影響進(jìn)行了建模，例如位于智利阿塔卡馬沙漠的甚大望遠(yuǎn)鏡。該論文考慮了一系列因素，以及望遠(yuǎn)鏡觀察天空的不同方法。
研究結(jié)果表明，依賴于短期暴露的觀測(cè)僅在0.5％的時(shí)間內(nèi)受到衛(wèi)星光彈的影響，大部分時(shí)間是在暮色時(shí)分。在黃昏之后或黎明之前的這個(gè)時(shí)候，天文學(xué)家們正在積極觀察夜空，然而在地球的曲線周圍卻有足夠的陽光照耀著，照亮了從頭頂上方掠過的大量金屬探測(cè)器。在暮色時(shí)分，需要更長(zhǎng)曝光時(shí)間（約1000秒）的望遠(yuǎn)鏡將受到大約3％的時(shí)間的影響。
用來持續(xù)凝視夜空以尋找諸如新星之類的轉(zhuǎn)瞬即逝的事件的廣域，長(zhǎng)時(shí)間曝光的觀測(cè)將受到衛(wèi)星星座的影響最大。例如，根據(jù)一年中的不同時(shí)間，美國國家科學(xué)基金會(huì)的維拉·魯賓天文臺(tái)將有30％至50％的時(shí)間受衛(wèi)星影響。
這項(xiàng)研究還提到了天文學(xué)家可以嘗試減輕衛(wèi)星群對(duì)其觀測(cè)造成的破壞的兩種主要方法。第一種方法是在給定區(qū)域內(nèi)不存在衛(wèi)星時(shí)安排其望遠(yuǎn)鏡捕獲天空。衛(wèi)星路徑是可以預(yù)測(cè)的，因此這是一種可行的技術(shù)。但是，它不適用于每種類型的觀察。例如，當(dāng)需要長(zhǎng)時(shí)間的寬視野曝光時(shí)，可能無法避免衛(wèi)星污染。第二種方法包括通過精確確定何時(shí)有明亮的衛(wèi)星通過視場(chǎng)來中斷望遠(yuǎn)鏡的守衛(wèi)，并在接觸時(shí)刻之前關(guān)閉快門。這將是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)，而且對(duì)于寬視場(chǎng)觀測(cè)根本不起作用。
在工業(yè)方面，制造商可以使衛(wèi)星的表面顏色變暗，從而減少反射。SpaceX已經(jīng)在其Starlink衛(wèi)星之一中嘗試了這種方法，盡管這種做法必須廣泛傳播才能有效。該研究還觸及到了巨型衛(wèi)星星座對(duì)公眾夜空視野的影響。研究人員稱，在中緯度地區(qū)，地平線上方將出現(xiàn)1600顆衛(wèi)星。相對(duì)于現(xiàn)在，這可能導(dǎo)致在夜空中肉眼可見的衛(wèi)星數(shù)量增加兩倍。
該研究旨在對(duì)衛(wèi)星群對(duì)科學(xué)觀測(cè)的影響進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)估，而不是對(duì)潛在破壞進(jìn)行全面研究。為了得出保守的估計(jì)，研究人員必須對(duì)重要元素（例如衛(wèi)星的分布和亮度）做出一些有根據(jù)的猜測(cè)。研究作者指出 ，他們的結(jié)果“可能在悲觀的一面出錯(cuò)”，并且使用更復(fù)雜的模型進(jìn)行的進(jìn)一步研究將有助于揭示未來干擾的性質(zhì)，并探討其對(duì)無線電、毫米波和亞毫米波波長(zhǎng)觀測(cè)的影響。
該論文已發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志上。
相關(guān)報(bào)道：人造星座阻礙望遠(yuǎn)鏡觀測(cè) 美國一天文臺(tái)或受損50%
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)澎湃新聞網(wǎng)：巨型衛(wèi)星組網(wǎng)計(jì)劃不僅引起有關(guān)太空垃圾的焦慮，也觸發(fā)了科學(xué)家們的警覺。這些人造星座，會(huì)不會(huì)阻礙天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)自然宇宙的視線？當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月5月，歐洲空間局（ESA）發(fā)布了一項(xiàng)調(diào)查研究，主要針對(duì)歐洲南方天文臺(tái)（ESO）下屬的光學(xué)和紅外望遠(yuǎn)鏡所受的影響，也兼顧了一些其他天文臺(tái)。
研究顯示，這些新發(fā)射衛(wèi)星將使得天文觀測(cè)重點(diǎn)夜空中肉眼可見的衛(wèi)星數(shù)量翻倍。被寄予厚望的寬視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡損失最大，例如美國的薇拉•魯賓天文臺(tái)將受到最高50%的嚴(yán)重影響。
夜空中肉眼可見的“人造星”
SpaceX除了已獲批1.2萬顆的“星鏈”項(xiàng)目，還在申報(bào)共計(jì)3萬顆的衛(wèi)星部署計(jì)劃。美國科技公司亞馬遜和英國通信公司OneWeb（一網(wǎng)）也各自提出了3236顆和1980多顆衛(wèi)星的全球覆蓋。
在本次研究中，歐空局考慮了包括上述三家企業(yè)在內(nèi)的18個(gè)具有代表性的星座，共計(jì)26000多顆衛(wèi)星。
其中，歐空局預(yù)計(jì)將有1600顆衛(wèi)星處于中緯度天文臺(tái)的地平線以上。雖然大部分衛(wèi)星只在30度以內(nèi)的低空中，但每時(shí)每刻仍會(huì)有250顆落到更上方的位置，即大部分天文觀測(cè)進(jìn)行的重點(diǎn)區(qū)域。
在日出和日落時(shí)分，衛(wèi)星被太陽照亮，越靠近午夜則越暗。總體來說，這些新發(fā)射衛(wèi)星將使得30度以上夜空中肉眼可見的衛(wèi)星數(shù)量翻倍。
寬場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡“損失慘重”
研究發(fā)現(xiàn)，歐洲南方天文臺(tái)的王牌望遠(yuǎn)鏡——甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）和極大望遠(yuǎn)鏡（ELT）將受的影響較輕。只有在1000秒左右的長(zhǎng)時(shí)間曝光才會(huì)出現(xiàn)明顯的影響。在黎明和黃昏階段，大約有3%的長(zhǎng)時(shí)間曝光會(huì)被破壞。對(duì)于短時(shí)間曝光而言，人造星座造成的影響則不到0.5%。
甚大望遠(yuǎn)鏡是建在智利的大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，由4面口徑為8.2米的望遠(yuǎn)鏡組成。
極大望遠(yuǎn)鏡則還在智利建設(shè)，建成后將是世界上最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，主鏡直徑達(dá)39米。
有兩種方法可以降低人造衛(wèi)星對(duì)望遠(yuǎn)鏡的影響，一是望遠(yuǎn)鏡響應(yīng)地調(diào)整運(yùn)行時(shí)間，一是令衛(wèi)星制造商主動(dòng)使其變“暗”。
相比起來，主打?qū)捯晥?chǎng)的巡天望遠(yuǎn)鏡可能會(huì)“損失慘重”，而這類望遠(yuǎn)鏡是近年來世界各地天文學(xué)界和投資機(jī)構(gòu)的重中之重。
例如，美國的魯賓天文臺(tái)大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡直徑為8.4米，采用了特殊的三鏡設(shè)計(jì)，擁有極寬的視場(chǎng)，用三個(gè)晚上就可巡天一次，計(jì)劃于2022年開始運(yùn)行。
靠著快速巡天，它能即時(shí)發(fā)現(xiàn)超新星、或者威脅地球的小行星，為其他望遠(yuǎn)鏡指路。
歐空局預(yù)測(cè)，魯賓天文臺(tái)高達(dá)30%至50%的曝光時(shí)間將受到“嚴(yán)重影響”，更糟的是，對(duì)上述歐洲兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡有效的緩解方案并不適用此處。
至于人造星座對(duì)射電、毫米波和亞毫米波天文臺(tái)產(chǎn)生的影響，還在后續(xù)研究是之中。
歐空局稱，正聯(lián)合其他天文臺(tái)、天文學(xué)會(huì)，希望將此問題搬上聯(lián)合國和平利用外層空間委員會(huì)等國際機(jī)構(gòu)的議事桌，并與相關(guān)企業(yè)溝通切實(shí)可行的解決方案。
作者:時(shí)尚
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
