人造卫星数量的增加对天文学构成严重威胁

SpaceX公司从发射第一批Starlink互联网通信卫星以来已经过去三年了，在这其中，有2300多颗现在正绕地球运行，约占地球在轨运行卫星的一半。这也引发了天文学家对卫星在夜空运行留下的轨迹条纹的担忧。而且在未来几年，也可能会发射数以万计的新卫星。

Starlink卫星在新墨西哥州卡森国家森林附近的夜空中的延时照片上划线（垂直）。图片来源：M. Lewinsky

这些卫星将在很大程度上干扰全球天文台和天文观测者对宇宙的观察。目前，卫星公司对此也没有很好的解决方案。SpaceX公司试图通过在其Starlink卫星上放置遮光板来掩盖其在夜空中对观测者的影响。但据了解，最新一代的Starlink没有继续使用这个方案，因为这些卫星使用激光而不是无线电进行通信，而遮光板会干扰这些通信。SpaceX正在研究其他缓解措施，例如在卫星反射镜上添加粘合剂或其他材料，以将光线反射到地球之外。

自从Starlink首次发射以来，天文学家们已经从对卫星对科学观测的轻微恐慌，转变为全球响应。在2020年和2021年举行了一系列国际研讨会，国际天文学联盟成立了一个中心，以保护黑暗宁静的天空免受卫星的干扰。其网站旨在为天文学家、政治家、卫星运营商和公众协调如何减少卫星对天空的影响。

最近的一项研究表明，未来的卫星星座在南纬50度和北纬50度的夏夜最为明显，许多欧洲和加拿大的天文结构都位于那里。根据这项研究，如果SpaceX公司发射拟议的65000颗卫星，这些亮点将在夏至前后的纬度上，在日出和日落前后的几个小时内，肉眼可见的14颗恒星中有一颗实际上是卫星。

卫星数量的增加也可能对射电天文学领域产生负面影响，并增加空间碎片的数量。其他更广泛的影响可能会影响世界各地的生命：卫星的存在会影响天空中的背景光，这可能会使依赖天体导航的动物失去方向。卫星带还可能干扰人类的知识系统，例如依赖黑暗天空的信息来标记全年重要事件的本土知识系统。

一些卫星运营商试图缓解这一问题。包括SpaceX、伦敦的OneWeb和华盛顿州西雅图的亚马逊Project Kuiper在内的公司定期与IAU和国家天文学会会面，讨论如何减少卫星的影响。SpaceX已经测试了调暗其Starlink的方法。

与此同时，Oneweb已经发射了计划中的648颗卫星中的428颗。它们的轨道高度远高于Starlink，它们部署的轨道高度在1200千米。这些卫星亮度通常比Starlink弱，因为它们距离较远，但它们的亮度可能会因其捕获和反射阳光的方式而有很大的不同。

2021对50颗Oneweb卫星进行的初步研究发现，其中近一半的卫星亮度超过天文学家规定的“安全”极限，OneWeb表示，他们会继续致力于降低其卫星的能见度，它使用西西里岛的望远镜来测量它们的亮度，并利用这些信息来设计更暗淡的未来卫星。

亚马逊的柯伊伯项目（Project Kuiper）将增加3200多颗卫星，并计划在今年年底前发射其首批两颗原型卫星。其中一颗将包含遮阳篷，以便该公司能够比较其卫星的亮度。