劃重點：

1、SpaceX及其競爭對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)多方擔憂，包括可能成為新的太空碎片來源，并帶來更嚴重的光污染。

3、SpaceX已經(jīng)采取措施應對這個問題，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憂。

騰訊科技訊10月7日消息，美國太空探索技術公司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)服務本月結束測試階段。目前，SpaceX已有約1800顆衛(wèi)星在近地軌道上運行，并為約10萬個家庭提供互聯(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，星鏈項目工程師的目標是建造多達12000顆衛(wèi)星，SpaceX幾乎每個月都會用獵鷹9號火箭發(fā)射更多衛(wèi)星。FCC最近公布的報告稱，該公司申請發(fā)射3萬顆以上的衛(wèi)星。這個龐大的衛(wèi)星網(wǎng)絡被稱為“巨型星座”，目前在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)占據(jù)主導地位，但亞馬遜和OneWeb等其他公司也計劃發(fā)射數(shù)千顆類似衛(wèi)星。

隨著星鏈網(wǎng)絡的壯大，SpaceX及其競爭對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，最終會有更多的太空垃圾，從而導致更多的碰撞事件。同時，天文學家、環(huán)保主義者和土著團體等擔心，由于這些衛(wèi)星反射陽光，它們將不可挽回地照亮夜空。

對于國家科學基金會(National Science Foundation)資助的維拉·魯賓天文臺(Vera C.Rubin Observatory)這樣的望遠鏡，天文學家們正在努力開發(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行星天文學家、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，我會看到一顆明亮的衛(wèi)星劃過天空，有時甚至會看到幾顆。這是一種非常奇怪的感覺：所有的恒星似乎都在移動，就像是一種光學錯覺。這將產生比人們想象的大得多的影響?！?/p>

由于預計在短短幾年內總共將有6.5萬顆SpaceX、亞馬遜、OneWeb和STARnet/GW衛(wèi)星在軌道上運行，博利和天文學家薩曼莎·勞勒（Samantha Lawler）在最新研究論文中預測了它們的光污染效應。根據(jù)對星鏈衛(wèi)星亮度的觀測和模擬，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行的衛(wèi)星會在空中停留一段時間，而星鏈衛(wèi)星在近地軌道上移動得更快，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)參與者通常堅持向單個軌道發(fā)射衛(wèi)星，包括英國的OneWeb和計劃中的衛(wèi)星星座，如亞馬遜的“柯伊珀計劃”(Project Kuiper)和加拿大的Telesat。但至少在一段時間內，星鏈的星座可能仍將是最大的一個。根據(jù)馬斯克的推文，SpaceX已經(jīng)向14個國家的測試用戶發(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試版用戶，包括農村和遠程用戶。該公司計劃將用戶基礎擴大到至少50萬。

哈佛商學院研究太空領域商業(yè)化的經(jīng)濟學家馬修·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，其他人將很難在這個領域與其競爭。然而，競爭對手已經(jīng)存在，而且正在形成，這表明市場仍然看到了機會?！?/p>

但亞馬遜發(fā)言人表示，該公司意識到了潛在的光污染問題。他說：“反射率是我們設計和開發(fā)過程中的一個重要考慮因素。我們已經(jīng)做出了許多設計和操作決定，這將有助于減少我們對天文觀測的影響，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)事務主管凱蒂·多德(Katie Dowd)稱，該公司正在與包括英國皇家天文學會(Royal Astronomical Society)和美國天文學會(American Astronomical Society)在內的組織進行談判，以了解衛(wèi)星對觀測的影響，“并創(chuàng)建支持這兩個社區(qū)的設計和操作實踐。我們還在進行亮度測量，并將關注這些結果，以探索解決方案”。

SpaceX及其競爭對手無法避免光污染，他們只能減少光污染。大氣層中的每個物體在其軌道上運行時，至少會反射部分光，這取決于它們的材料、顏色和大小。而當衛(wèi)星向地球發(fā)射信息時，一小部分太陽光通常也會被衛(wèi)星的主體和太陽能電池板反射下來。

去年年初，SpaceX測試了名為Darksat的星鏈衛(wèi)星，其單側(包括天線)都涂上了試驗性的變暗涂層，以降低反射亮度，該公司聲稱反射亮度降低了55%。有些天文學家發(fā)現(xiàn)，這項措施確實使衛(wèi)星變暗，甚至讓肉眼看不見衛(wèi)星，但仍沒有達到不反射太陽光的程度。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)星測量到的亮度可能會有所不同，這取決于觀測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)星的部件處于危險之中，而且它仍然在紅外中反射光線。因此，該公司后來測試了名為Visorsat的不同方法，部署了少數(shù)安裝了矩形遮陽板的衛(wèi)星，就像汽車擋風玻璃上使用的那種。這些遮陽板的目的是確保從衛(wèi)星天線反射的太陽光被反射到遠離地球的地方。

到目前為止，SpaceX還沒有公開發(fā)布任何關于這種方法的效果信息，也沒有與Darksat對比的數(shù)據(jù)。但是，另一位天文學家和博利的團隊都發(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·魯賓天文臺拍攝的圖像基本不受影響。

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

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

在SatCon2研討會上，一個由天文學家組成的工作組與SpaceX和其他五家主要衛(wèi)星運營商的代表進行了交談，討論了研究人員提出的反射光限制，以及這些公司如何評估和降低他們航天器的反射率。他們還就美國國內的政策選擇進行了辯論，這些選擇可能涉及為互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星能產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(FCC)實施監(jiān)管的可能性，F(xiàn)AA為發(fā)射和重返大氣層設定條件，F(xiàn)CC為在軌無線電頻率發(fā)放許可證。許多天文學家還希望看到美國《國家環(huán)境政策法案》結束對太空的豁免。也就是說，他們認為太空是需要保護的環(huán)境。

除了光污染，所有這些公司都面臨著另一個挑戰(zhàn)：太空垃圾。如果其他衛(wèi)星或數(shù)十萬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，同時也將成為太空垃圾的源頭。

總部設在科羅拉多州布魯姆菲爾德的無黨派智庫安全世界基金會(Secure World Foundation)的項目規(guī)劃主任布萊恩·維登(Brian Weeden)說，SpaceX有能力移動衛(wèi)星以避免碰撞，就像其他在較低軌道上運行衛(wèi)星的公司一樣。在衛(wèi)星壽命結束時，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，主動脫軌只有在衛(wèi)星仍在運行的情況下才能奏效。比方說，如果星鏈2%的衛(wèi)星在被移動或拉回地球之前就壞掉，那相當于在軌道上增加了數(shù)百個被遺棄的航天器。

而缺乏關于誰通知誰可能發(fā)生碰撞的規(guī)則，多近的距離算是太近，以及誰必須移動衛(wèi)星，都加劇了人們的擔憂。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)星啟動了推進器，以避免撞上星鏈的衛(wèi)星。

美國太空司令部目前監(jiān)測所有10厘米或更大的太空碎片，并計算太空墜毀的幾率。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)射機會讓這個系統(tǒng)不堪重負，因此有必要擴大容量。”他的公司使用全球各地的雷達系統(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，當他們對衛(wèi)星進行改造時，工程方面的努力不僅僅涉及到改裝，而是整個衛(wèi)星的實際設計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，體驗夜空，但不能從衛(wèi)星光污染中逃離，因為你將無處可逃?！?/p>

本文來自“騰訊科技”，審校：金鹿，36氪經(jīng)授權發(fā)布。