在未来几十年中，预计将有超过100，000颗新卫星。

无数千年来，每当我们面对一个晴朗、万里无云、无月的夜晚时，全人类都能够见证黑暗、原始天空的全部美丽。从地球上的任何位置，都可以同时看到数千颗恒星，以及银河系中错综复杂的特征，少数其他星系，甚至还有许多星云，星团和其他深空物体。随着望远镜的出现——以及后来的摄影技术和设备——这些数字爆炸式增长。我们对遥远宇宙的看法只受到我们的技术和我们对它们的投资的限制。

但有两个事态发展改变了这种状况。首先是电照明，这导致城市，城镇，现在甚至农村地区经常从地面发出比天空中所有东西加起来更多的光。就目前而言，只有一小部分地球人口可以在夜间用肉眼看到几百颗以上的恒星。但第二项发展——人造卫星——是最近才出现的，自太空时代开始以来才影响夜空。截至2019年初，大约有2，000颗活跃的卫星;到本世纪末，这一数字预计将上升到10万以上。这不仅将永远改变天文学，而且将永远改变人类与太空的关系。在过去的几周里，美国天文学会和欧洲天文学会都举行了夏季会议，许多科学家和业内人士分享了卫星和天文学交叉领域的最新消息和挑战。这是每个人都应该知道的。

太空是一个大地方，但低地球轨道不是。一旦我们冒险超越地球大气层，我们发现我们不再局限于地球表面略上方的小体积，而是可以占据我们喜欢的三维空间中的任何位置。

在几百公里以上，轨道卫星可以保持稳定数月，数年，数十年或更长时间，具体取决于它们的装备方式。你走得越远，你一次可以覆盖的地球就越多，但离地球越近有其优势。您越接近：

• 你移动得越快，
• 您可以发送和接收更多数据，
• 发送信号和接收响应之间的延迟越低（即，延迟越小）。

然而，不利的一面是，近地轨道已经充满了活跃和非活跃的卫星，以及我们的大部分空间碎片。离地球越近，获得全球覆盖所需的卫星就越多。而且，特别是，你在地球表面上方约300公里至约600公里（低地球轨道的最低）之间的狭窄空间内放置的卫星越多，卫星之间发生碰撞的风险就越大，并且单次碰撞产生碰撞连锁反应的可能性就越高。

Vera C. Rubin天文台的LSST，在2018年的照片中显示，目前正在建造中，并接近为首次观测做好准备。即使卫星变暗，遮阳板和轨道高度按照SpaceX的既定计划进行，这个世界级的，史无前例的天文台也将被迫改变其操作以考虑Starlink。（LSST PROJECT/NSF/AURA）

2019年之前的天文学。虽然光污染和卫星都影响了天文学，但我们长期以来一直有适度成功的缓解措施来应对它们。我们最先进的地面望远镜主要建造 - 至少在过去的半个世纪里 - 在受保护的黑暗天空和当地社区的支持下。天基望远镜在很大程度上不受陆地光污染的影响，而偶尔的卫星，无论是微弱的还是明亮的，只会暂时影响不到1%的图像，即使使用大型宽视场望远镜也是如此。

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2019年11月18日，大约19颗Starlink卫星经过Cerro Tololo美洲天文台，扰乱了天文观测，阻碍了以真实、可测量的方式进行的科学研究。如果SpaceX，OneWeb和其他卫星提供商目前的计划按计划展开，那么对天文学的影响将是非同寻常的。（CLARAE MARTÍNEZ-VÁZQUEZ / CTIO）

在未来几十年中，预计将有超过100，000颗新卫星。

无数千年来，每当我们面对一个晴朗、万里无云、无月的夜晚时，全人类都能够见证黑暗、原始天空的全部美丽。从地球上的任何位置，都可以同时看到数千颗恒星，以及银河系中错综复杂的特征，少数其他星系，甚至还有许多星云，星团和其他深空物体。随着望远镜的出现——以及后来的摄影技术和设备——这些数字爆炸式增长。我们对遥远宇宙的看法只受到我们的技术和我们对它们的投资的限制。

但有两个事态发展改变了这种状况。首先是电照明，这导致城市，城镇，现在甚至农村地区经常从地面发出比天空中所有东西加起来更多的光。就目前而言，只有一小部分地球人口可以在夜间用肉眼看到几百颗以上的恒星。但第二项发展——人造卫星——是最近才出现的，自太空时代开始以来才影响夜空。截至2019年初，大约有2，000颗活跃的卫星;到本世纪末，这一数字预计将上升到10万以上。这不仅将永远改变天文学，而且将永远改变人类与太空的关系。在过去的几周里，美国天文学会和欧洲天文学会都举行了夏季会议，许多科学家和业内人士分享了卫星和天文学交叉领域的最新消息和挑战。这是每个人都应该知道的。

自2019年以来，数千个人造物体 - 其中近一半的活跃物体已经发射 - 占据了低地球和中地球轨道。此图像中的每个黑点都显示了一颗正在运行的卫星、一颗不活跃的卫星或一块足够大的碎片。目前和计划中的5G卫星将大大增加卫星的数量和影响，这些卫星对从地球获取的光学，红外和无线电观测以及从太空获取的地球观测，并增加凯斯勒综合症的可能性。地球同步卫星比这里显示的最低地球轨道卫星远50到100倍。（美国宇航局插图由轨道碎片计划办公室提供）

太空是一个大地方，但低地球轨道不是。一旦我们冒险超越地球大气层，我们发现我们不再局限于地球表面略上方的小体积，而是可以占据我们喜欢的三维空间中的任何位置。

在几百公里以上，轨道卫星可以保持稳定数月，数年，数十年或更长时间，具体取决于它们的装备方式。你走得越远，你一次可以覆盖的地球就越多，但离地球越近有其优势。您越接近：

• 你移动得越快，
• 您可以发送和接收更多数据，
• 发送信号和接收响应之间的延迟越低（即，延迟越小）。

然而，不利的一面是，近地轨道已经充满了活跃和非活跃的卫星，以及我们的大部分空间碎片。离地球越近，获得全球覆盖所需的卫星就越多。而且，特别是，你在地球表面上方约300公里至约600公里（低地球轨道的最低）之间的狭窄空间内放置的卫星越多，卫星之间发生碰撞的风险就越大，并且单次碰撞产生碰撞连锁反应的可能性就越高。

Vera C. Rubin天文台的LSST，在2018年的照片中显示，目前正在建造中，并接近为首次观测做好准备。即使卫星变暗，遮阳板和轨道高度按照SpaceX的既定计划进行，这个世界级的，史无前例的天文台也将被迫改变其操作以考虑Starlink。（LSST PROJECT/NSF/AURA）

2019年之前的天文学。虽然光污染和卫星都影响了天文学，但我们长期以来一直有适度成功的缓解措施来应对它们。我们最先进的地面望远镜主要建造 - 至少在过去的半个世纪里 - 在受保护的黑暗天空和当地社区的支持下。天基望远镜在很大程度上不受陆地光污染的影响，而偶尔的卫星，无论是微弱的还是明亮的，只会暂时影响不到1%的图像，即使使用大型宽视场望远镜也是如此。

天文学家如何减轻卫星影响的部分原因是通过跟踪计划。由于人类对重力定律和地球外逸层对卫星衰变的影响的理解程度，以及我们跟踪那里的物体的彻底和准确程度，天文学家可以在每晚的过程中计划他们的观测，以尽量减少卫星对收集有价值的科学数据的干扰。由于只有几千颗卫星，甚至包括不活跃的卫星和大块的空间碎片，这些不同干预措施的结合使天文学家能够最大限度地减少损失。

卫星巨型星座。然而，从2019年开始，情况开始发生巨大变化。SpaceX的新型Starlink卫星的首次发射 - 旨在提供现代全球互联网覆盖的一系列卫星巨型星座中的第一颗 - 对天文学和平民社区来说都是一个直接的震撼。新卫星是：

• 明亮，在初始部署阶段比除几十颗恒星以外的所有恒星都亮，并且在它们的最终轨道上仍然肉眼可见，
• 数量众多，每次发射部署了60颗左右的卫星，目前共有1656颗卫星绕地球运行，
• 在小径中，所以当你看到一个时，你可能会看到一连串的许多人在未来几分钟内遵循类似的轨迹。

仅SpaceX就计划在近地轨道上总共部署42，000颗卫星，尽管他们已经制定了一些缓解措施，但它们目前的卫星仍然勉强达到或略低于黑暗天空下肉眼可见的阈值。当考虑到其他计划中的提供商-包括OneWeb，Kuiper / Amazon以及来自中国，日本和其他国家的项目-时，根据美国国家科学基金会NOIRLab的Connie Walker博士的说法，预计超过100，000颗低地球轨道卫星似乎有可能在我们的短期未来出现。

在天文之夜，从模拟的10，000个卫星星座在500公里高度（橙色）和1，000公里高度（蓝色）可见的卫星数量。请注意，地球的阴影如何在夜间将低空卫星的影响降低到零几个小时，即使在夏季也是如此，而高空星座从未达到该标记。（PAT SEITZER，在AAS237上发表）

它们对天文学的影响。虽然为农村和服务不足的社区提供低成本、高速互联网的目标令人钦佩，但夜空的所有观察者都感受到了损失。随意的观星者，即使在一个小时内，即使在目前，也可能目睹多颗卫星的踪迹。到2030年，如果不在避开的视野中看到卫星，你将无法在任何时候看到任何地方。业余天文学家和天文摄影师不再能够在没有许多不同卫星干扰的情况下在夜间对太空的任何区域进行成像。

但到目前为止，最大的损害是由专业天文学造成的。在现代望远镜视野内经过的每颗卫星都将：

• 使探测器饱和，
• 在它上面留下一条条纹，
• 其残余效果将在几分钟后影响硬件。

科学的损失尚无法衡量，但现实的估计是戏剧性的。即将到来的Vera C. Rubin天文台 - 有史以来设计的最大，最快，最宽的全天空调查 - 将在其估计的30-40%的图像中具有卫星轨迹。它被优化测量的事物是那些受这些卫星轨迹影响最大的物体：随时间变化的物体，随时间变化位置的物体，随时间变亮和/或变淡的瞬态物体。识别和跟踪潜在危险的小行星可能不再可能，我们几乎肯定会失去一些我们甚至不知道发现的科学发现。