劃重點(diǎn)：

1、SpaceX及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手正不斷向太空中發(fā)射微型衛(wèi)星，希望建立空基互聯(lián)網(wǎng)以便為地球提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入。

2、這些組成太空互聯(lián)網(wǎng)的衛(wèi)星引發(fā)多方擔(dān)憂，包括可能成為新的太空碎片來源，并帶來更嚴(yán)重的光污染。

3、SpaceX已經(jīng)采取措施應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，包括發(fā)射表明涂層的Darksat改裝衛(wèi)星，以及安裝了遮陽(yáng)板的Visorsat衛(wèi)星。

4、到目前為止，仍缺少如何管理太空衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)則，這更加劇了人們的擔(dān)憂。

騰訊科技訊10月7日消息，美國(guó)太空探索技術(shù)公司SpaceX創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)最近發(fā)文稱，該公司“星鏈”（Starlink）衛(wèi)星寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)本月結(jié)束測(cè)試階段。目前，SpaceX已有約1800顆衛(wèi)星在近地軌道上運(yùn)行，并為約10萬(wàn)個(gè)家庭提供互聯(lián)網(wǎng)接入。

就在十年前，地球軌道上只有幾千顆衛(wèi)星?，F(xiàn)在，星鏈項(xiàng)目工程師的目標(biāo)是建造多達(dá)12000顆衛(wèi)星，SpaceX幾乎每個(gè)月都會(huì)用獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射更多衛(wèi)星。FCC最近公布的報(bào)告稱，該公司申請(qǐng)發(fā)射3萬(wàn)顆以上的衛(wèi)星。這個(gè)龐大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)被稱為“巨型星座”，目前在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，但亞馬遜和OneWeb等其他公司也計(jì)劃發(fā)射數(shù)千顆類似衛(wèi)星。

隨著星鏈網(wǎng)絡(luò)的壯大，SpaceX及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手將不得不解決由此帶來的潛在問題。其中之一是，更多衛(wèi)星入軌意味著，最終會(huì)有更多的太空垃圾，從而導(dǎo)致更多的碰撞事件。同時(shí)，天文學(xué)家、環(huán)保主義者和土著團(tuán)體等擔(dān)心，由于這些衛(wèi)星反射陽(yáng)光，它們將不可挽回地照亮夜空。

對(duì)于國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)資助的維拉·魯賓天文臺(tái)(Vera C.Rubin Observatory)這樣的望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家們正在努力開發(fā)軟件，以減輕天空中充斥著更多私人衛(wèi)星帶來的影響，但它們不可避免地會(huì)在他們拍攝的宇宙圖像上留下條紋。

在過去的幾年里，天文學(xué)家已經(jīng)在夜空中發(fā)現(xiàn)了許多星鏈衛(wèi)星。不列顛哥倫比亞大學(xué)行星天文學(xué)家、外層空間研究所聯(lián)席主任亞倫·博利(Aaron Boley)說：“如果我走在門廊上，晚上抬頭看，我會(huì)看到一顆明亮的衛(wèi)星劃過天空，有時(shí)甚至?xí)吹綆最w。這是一種非常奇怪的感覺：所有的恒星似乎都在移動(dòng)，就像是一種光學(xué)錯(cuò)覺。這將產(chǎn)生比人們想象的大得多的影響?！?/p>

由于預(yù)計(jì)在短短幾年內(nèi)總共將有6.5萬(wàn)顆SpaceX、亞馬遜、OneWeb和STARnet/GW衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行，博利和天文學(xué)家薩曼莎·勞勒（Samantha Lawler）在最新研究論文中預(yù)測(cè)了它們的光污染效應(yīng)。根據(jù)對(duì)星鏈衛(wèi)星亮度的觀測(cè)和模擬，他們發(fā)現(xiàn)在北緯和南緯50度附近，例如加拿大和歐洲，衛(wèi)星將占望遠(yuǎn)鏡所能看到的光的7%到14%，約占肉眼所能看到的可見光的十分之一。

博利和勞勒在研究中發(fā)現(xiàn)，在地球上空1200公里左右的軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星會(huì)在空中停留一段時(shí)間，而星鏈衛(wèi)星在近地軌道上移動(dòng)得更快，其高度不到600公里，大約與SpaceX首次純商業(yè)載人太空飛行任務(wù)Inspiration4的高度一樣。低軌道衛(wèi)星覆蓋的面積比高軌道衛(wèi)星小，因此SpaceX需要更多的衛(wèi)星才能覆蓋相同數(shù)量的人群。但對(duì)我們地球上的人來說，它們也在天空中發(fā)出更明亮的光芒。

其他行業(yè)參與者通常堅(jiān)持向單個(gè)軌道發(fā)射衛(wèi)星，包括英國(guó)的OneWeb和計(jì)劃中的衛(wèi)星星座，如亞馬遜的“柯伊珀計(jì)劃”(Project Kuiper)和加拿大的Telesat。但至少在一段時(shí)間內(nèi)，星鏈的星座可能仍將是最大的一個(gè)。根據(jù)馬斯克的推文，SpaceX已經(jīng)向14個(gè)國(guó)家的測(cè)試用戶發(fā)貨，其中包括Wi-Fi路由器和衛(wèi)星天線，主要是西歐和北美的測(cè)試版用戶，包括農(nóng)村和遠(yuǎn)程用戶。該公司計(jì)劃將用戶基礎(chǔ)擴(kuò)大到至少50萬(wàn)。

哈佛商學(xué)院研究太空領(lǐng)域商業(yè)化的經(jīng)濟(jì)學(xué)家馬修·溫齊爾(Matthew Weinzierl)在電子郵件中稱：“考慮到SpaceX在發(fā)射方面的明顯優(yōu)勢(shì)，其他人將很難在這個(gè)領(lǐng)域與其競(jìng)爭(zhēng)。然而，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手已經(jīng)存在，而且正在形成，這表明市場(chǎng)仍然看到了機(jī)會(huì)。”

但亞馬遜發(fā)言人表示，該公司意識(shí)到了潛在的光污染問題。他說：“反射率是我們?cè)O(shè)計(jì)和開發(fā)過程中的一個(gè)重要考慮因素。我們已經(jīng)做出了許多設(shè)計(jì)和操作決定，這將有助于減少我們對(duì)天文觀測(cè)的影響，我們正在與社區(qū)成員接觸，以更好地了解他們的擔(dān)憂，并確定我們可以采取的措施?！?/p>

OneWeb北美政府和企業(yè)事務(wù)主管凱蒂·多德(Katie Dowd)稱，該公司正在與包括英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)(Royal Astronomical Society)和美國(guó)天文學(xué)會(huì)(American Astronomical Society)在內(nèi)的組織進(jìn)行談判，以了解衛(wèi)星對(duì)觀測(cè)的影響，“并創(chuàng)建支持這兩個(gè)社區(qū)的設(shè)計(jì)和操作實(shí)踐。我們還在進(jìn)行亮度測(cè)量，并將關(guān)注這些結(jié)果，以探索解決方案”。

SpaceX及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手無(wú)法避免光污染，他們只能減少光污染。大氣層中的每個(gè)物體在其軌道上運(yùn)行時(shí)，至少會(huì)反射部分光，這取決于它們的材料、顏色和大小。而當(dāng)衛(wèi)星向地球發(fā)射信息時(shí)，一小部分太陽(yáng)光通常也會(huì)被衛(wèi)星的主體和太陽(yáng)能電池板反射下來。

去年年初，SpaceX測(cè)試了名為Darksat的星鏈衛(wèi)星，其單側(cè)(包括天線)都涂上了試驗(yàn)性的變暗涂層，以降低反射亮度，該公司聲稱反射亮度降低了55%。有些天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)措施確實(shí)使衛(wèi)星變暗，甚至讓肉眼看不見衛(wèi)星，但仍沒有達(dá)到不反射太陽(yáng)光的程度。其他人則完全沒有察覺到衛(wèi)星明顯變暗。然而，他們發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星測(cè)量到的亮度可能會(huì)有所不同，這取決于觀測(cè)到的角度和光線在大氣中的散射方式。

根據(jù)SpaceX網(wǎng)站上的發(fā)帖，該公司發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星黑暗的表面變得很熱，使衛(wèi)星的部件處于危險(xiǎn)之中，而且它仍然在紅外中反射光線。因此，該公司后來測(cè)試了名為Visorsat的不同方法，部署了少數(shù)安裝了矩形遮陽(yáng)板的衛(wèi)星，就像汽車擋風(fēng)玻璃上使用的那種。這些遮陽(yáng)板的目的是確保從衛(wèi)星天線反射的太陽(yáng)光被反射到遠(yuǎn)離地球的地方。

到目前為止，SpaceX還沒有公開發(fā)布任何關(guān)于這種方法的效果信息，也沒有與Darksat對(duì)比的數(shù)據(jù)。但是，另一位天文學(xué)家和博利的團(tuán)隊(duì)都發(fā)現(xiàn)，Visorsat衛(wèi)星中至少有70%的亮度仍然高于他們的首選閾值。不過，這一水平可以確保維拉·魯賓天文臺(tái)拍攝的圖像基本不受影響。

為了引起人們對(duì)光污染問題的關(guān)注，并致力于尋找解決方案，美國(guó)天文學(xué)會(huì)于今年夏天召開了一次關(guān)于衛(wèi)星星座的虛擬研討會(huì)，名為SatCon2，并計(jì)劃很快發(fā)布報(bào)告和建議。SatCon2的組織者是優(yōu)先接觸到廣泛關(guān)注夜空的人，包括業(yè)余天文學(xué)家、天文攝影師、天文館社區(qū)、環(huán)保人士以及來自美國(guó)、加拿大、新西蘭和其他國(guó)家的土著和部落社區(qū)。

舊金山大學(xué)天體物理學(xué)家、SatCon2公共參與聯(lián)合主席亞帕納·溫克特森（Aparna Venkatesan）說：“每個(gè)人都希望事情能夠放慢腳步，他們希望業(yè)界更多地參與進(jìn)來。作為全球公地，這是屬于每個(gè)人的?！?/p>

在SatCon2研討會(huì)上，一個(gè)由天文學(xué)家組成的工作組與SpaceX和其他五家主要衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商的代表進(jìn)行了交談，討論了研究人員提出的反射光限制，以及這些公司如何評(píng)估和降低他們航天器的反射率。他們還就美國(guó)國(guó)內(nèi)的政策選擇進(jìn)行了辯論，這些選擇可能涉及為互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星能產(chǎn)生多少光污染制定規(guī)則。

其中包括由聯(lián)邦航空管理局(FAA)或聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)實(shí)施監(jiān)管的可能性，F(xiàn)AA為發(fā)射和重返大氣層設(shè)定條件，F(xiàn)CC為在軌無(wú)線電頻率發(fā)放許可證。許多天文學(xué)家還希望看到美國(guó)《國(guó)家環(huán)境政策法案》結(jié)束對(duì)太空的豁免。也就是說，他們認(rèn)為太空是需要保護(hù)的環(huán)境。

除了光污染，所有這些公司都面臨著另一個(gè)挑戰(zhàn)：太空垃圾。如果其他衛(wèi)星或數(shù)十萬(wàn)塊軌道碎片中的任何一塊撞上它們，這些公司的衛(wèi)星可能成為潛在受害者，同時(shí)也將成為太空垃圾的源頭。

總部設(shè)在科羅拉多州布魯姆菲爾德的無(wú)黨派智庫(kù)安全世界基金會(huì)(Secure World Foundation)的項(xiàng)目規(guī)劃主任布萊恩·維登(Brian Weeden)說，SpaceX有能力移動(dòng)衛(wèi)星以避免碰撞，就像其他在較低軌道上運(yùn)行衛(wèi)星的公司一樣。在衛(wèi)星壽命結(jié)束時(shí)，它的工程師可以把衛(wèi)星帶到大氣層中燒毀。但仍存在很大不確定性，主動(dòng)脫軌只有在衛(wèi)星仍在運(yùn)行的情況下才能奏效。比方說，如果星鏈2%的衛(wèi)星在被移動(dòng)或拉回地球之前就壞掉，那相當(dāng)于在軌道上增加了數(shù)百個(gè)被遺棄的航天器。

而缺乏關(guān)于誰(shuí)通知誰(shuí)可能發(fā)生碰撞的規(guī)則，多近的距離算是太近，以及誰(shuí)必須移動(dòng)衛(wèi)星，都加劇了人們的擔(dān)憂。今年4月，星鏈和OneWeb衛(wèi)星曾近乎相撞。2019年，歐洲航天局的衛(wèi)星啟動(dòng)了推進(jìn)器，以避免撞上星鏈的衛(wèi)星。

美國(guó)太空司令部目前監(jiān)測(cè)所有10厘米或更大的太空碎片，并計(jì)算太空墜毀的幾率。位于加州門洛帕克的LeoLabs公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官丹·塞珀利（Dan Ceperley）說：“巨型星座和所有這些發(fā)射機(jī)會(huì)讓這個(gè)系統(tǒng)不堪重負(fù)，因此有必要擴(kuò)大容量?！彼墓臼褂萌蚋鞯氐睦走_(dá)系統(tǒng)追蹤太空碎片，包括許多衛(wèi)星碎片，并向與他們簽約的公司提供數(shù)據(jù)，其中包括SpaceX。

隨著星鏈和其他星座的發(fā)展，博利和他的同事們希望這些公司能更好地解決光污染和太空碎片帶來的挑戰(zhàn)。博利說：“我希望，當(dāng)他們對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行改造時(shí)，工程方面的努力不僅僅涉及到改裝，而是整個(gè)衛(wèi)星的實(shí)際設(shè)計(jì)都要考慮到亮度降低的問題?！?/p>

正如他指出的那樣，一旦這些衛(wèi)星升空，地球上的人們將無(wú)法避免它們的影響。博利稱：“你可以走出城市，逃離城市光污染，體驗(yàn)夜空，但不能從衛(wèi)星光污染中逃離，因?yàn)槟銓o(wú)處可逃。”

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