近日，來(lái)自世界多個(gè)地區(qū)的人都拍到了一串光點(diǎn)整齊地從夜空中掠過(guò)，這正是 SpaceX 在今年 1 月 6 日發(fā)射的新一批 Starlink 通信衛(wèi)星。

同樣的場(chǎng)景已經(jīng)不是第一次出現(xiàn)，在過(guò)去 SpaceX 三次 Starlink 發(fā)射任務(wù)后，相同的畫面在世界各地被捕捉到。

這是由于 Starlink 衛(wèi)星在發(fā)射后的前幾日里，整批 60 顆衛(wèi)星都會(huì)在 300 公里左右的高度上，在完全相同的軌道上密集飛行，待 SpaceX 完成相關(guān)測(cè)試后，衛(wèi)星才會(huì)通過(guò)自身的推進(jìn)器爬升至更高軌道。

在那之前，較低的軌道高度和成群的衛(wèi)星隊(duì)列讓衛(wèi)星過(guò)境時(shí)顯得明亮無(wú)比，以至于肉眼和普通手機(jī)也能夠輕易捕捉。

在吃瓜群眾感嘆科技帶來(lái)的視覺(jué)享受時(shí)，天文學(xué)家們可不這么看，這些明亮且密集的衛(wèi)星會(huì)帶來(lái)的光污染問(wèn)題，影響天文觀測(cè)。

對(duì)擁有龐大發(fā)射計(jì)劃的 SpaceX 來(lái)說(shuō) ，這是一個(gè)必須要面對(duì)的問(wèn)題。在最近的一批 Starlink 衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)中，SpaceX 在其中安排了一顆被稱為 “DarkSat” 的測(cè)試衛(wèi)星。

除了能夠完成正常 Starlink 衛(wèi)星的通信任務(wù)，SpaceX 對(duì)這顆衛(wèi)星進(jìn)行了特殊涂層處理，目的是減少衛(wèi)星在軌飛行時(shí)的光線反射，降低衛(wèi)星的光污染問(wèn)題。

圖 | Starlink 衛(wèi)星（來(lái)源：SpaceX）

對(duì)極度依賴望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的天文學(xué)來(lái)說(shuō)，降低衛(wèi)星對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響至關(guān)重要。在衛(wèi)星數(shù)量急速上升的當(dāng)下，天文學(xué)界亟需一個(gè)能夠減少衛(wèi)星干擾的解決方案。

天文學(xué)是一門相當(dāng)古老的學(xué)科，自人類文明誕生以來(lái)，天文學(xué)在幾乎所有人類文明中都有著重要地位。但過(guò)去的人們可能難以想象他們每日抬頭仰望的天空會(huì)被人類自己的飛行器填滿。

根據(jù)歐洲航天局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到目前為止，地球上空各類人造衛(wèi)星的總數(shù)約為 5000 個(gè)，其中還在正常運(yùn)作的則超過(guò) 2000 個(gè)。

再來(lái)看看這些太空公司的野心，其中僅 SpaceX 一家，計(jì)劃發(fā)射的 Starlink 衛(wèi)星就達(dá)到了 1.2 萬(wàn)個(gè)，這個(gè)數(shù)字已遠(yuǎn)超過(guò)去 60 年發(fā)射衛(wèi)星的總數(shù)。除此之外，還有 Oneweb、亞馬遜、三星、銥星等公司都有自己的衛(wèi)星組網(wǎng)計(jì)劃，衛(wèi)星數(shù)量都在數(shù)百到數(shù)千個(gè)之間。未來(lái)幾年內(nèi)，地球上空的衛(wèi)星總數(shù)將會(huì)以前所未有的速度增長(zhǎng)。

這會(huì)對(duì)目前的天文觀測(cè)活動(dòng)帶來(lái)災(zāi)難性的影響。

首先，天文觀測(cè)是離不開望遠(yuǎn)鏡的。在運(yùn)用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀測(cè)的過(guò)程中，高亮度的衛(wèi)星從視野內(nèi)穿過(guò)會(huì)對(duì)觀測(cè)行為造成干擾。尤其是在針對(duì)一些遠(yuǎn)離地球的天體（距離地球許多光年），為了獲取它們的細(xì)節(jié)圖像，天文學(xué)家需要用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行幾分鐘甚至幾個(gè)小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間曝光，進(jìn)而收集更多的光線，再?gòu)钠渲械玫礁�多的天體信息。

這是由于衛(wèi)星表面常有一層金色或銀色的反光材料，因此當(dāng)衛(wèi)星在觀察過(guò)程中穿過(guò)畫面，就會(huì)形成一道長(zhǎng)且明亮的條紋。這種情況下，大批衛(wèi)星集體飛過(guò)帶來(lái)的影響幾乎是災(zāi)難性的。

圖 | 5 月 25 日，美國(guó)洛厄爾天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡在工作時(shí)，25 個(gè) Starlink 穿過(guò)視野范圍，在觀測(cè)結(jié)果上留下大量線條（來(lái)源：洛厄爾天文臺(tái)）

除了使用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，由于多數(shù)天體不僅輻射出可見(jiàn)光，也發(fā)射出無(wú)線電波，因此通過(guò)射電天文望遠(yuǎn)鏡收集天體發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)來(lái)研究天體的物理、化學(xué)特性也是一個(gè)重要的方法，由此發(fā)展出了射電天文學(xué)。例如此前人類首次”拍到”的黑洞照片便是通過(guò)這種方法完成。

在射電天文觀測(cè)中，衛(wèi)星發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)也可能對(duì)觀測(cè)、研究工作產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。

圖 | 電腦合成空間碎片圖片（來(lái)源：pixalytics）

在 2019 年 SpaceX 首次發(fā)射 60 顆 Starlink 衛(wèi)星時(shí)，一大串衛(wèi)星從天邊掠過(guò)的場(chǎng)景就引起了天文學(xué)界強(qiáng)烈的擔(dān)憂。這一迅速而強(qiáng)烈的反應(yīng)讓 SpaceX 不得不認(rèn)真對(duì)待衛(wèi)星的亮度對(duì)夜空的干擾問(wèn)題。

當(dāng)時(shí)馬斯克回應(yīng)稱，SpaceX 可以讓衛(wèi)星調(diào)整方向，以盡量減少對(duì)天文觀測(cè)活動(dòng)的干擾。除此之外，SpaceX 已經(jīng)做好計(jì)劃，將會(huì)避免發(fā)射特定頻段信號(hào)，目的也正是為了不影響正常的天文觀測(cè)活動(dòng)。

近日，在夏威夷檀香山舉行的美國(guó)天文學(xué)會(huì)第 235 次會(huì)議上，SpaceX 業(yè)務(wù)的政府事務(wù)副總裁 Patricia Cooper 在會(huì)上帶來(lái)了 SpaceX 在這項(xiàng)工作中的最新進(jìn)展。

他表示，Starlink 衛(wèi)星在較低軌道停留時(shí)看起來(lái)亮度很高，在升高軌道高度的過(guò)程當(dāng)中，每顆衛(wèi)星上的太陽(yáng)能電池陣列也會(huì)對(duì)亮度產(chǎn)生影響。而一旦衛(wèi)星到達(dá)了 550 公里的運(yùn)行軌道時(shí)，亮度就會(huì)大幅降低，肉眼只能在深夜時(shí)才可能察覺(jué)到。

Cooper 介紹稱，經(jīng)過(guò)一系列研究，SpaceX 認(rèn)為散射光和衛(wèi)星上帶來(lái)漫反射的表面是造成亮度過(guò)高的重要原因，為此，SpaceX 在衛(wèi)星上進(jìn)行了特殊涂層處理，降低了衛(wèi)星表面的反射率，并將其稱為 DarkSat。

在 1 月 6 日發(fā)射的第三批 60 顆 Starlink 衛(wèi)星當(dāng)中，就有 DarkSat 實(shí)驗(yàn)星已經(jīng)被送上了預(yù)定軌道。

此后，SpaceX 將會(huì)研究經(jīng)過(guò)改進(jìn)的 DarkSat 在亮度上的表現(xiàn)，以及它在通信工作上的表現(xiàn)。

從衛(wèi)星的研制周期來(lái)說(shuō)，SpaceX 在不到一年的時(shí)間里即給出反應(yīng)，通過(guò)改進(jìn)衛(wèi)星嘗試降低衛(wèi)星亮度，這顯示出反應(yīng)極快的特點(diǎn)。Cooper 表示，目前尚不清楚降低亮度的做法是否真正有效，但 SpaceX 會(huì)不斷進(jìn)行測(cè)試和更新。

但解決夜空污染問(wèn)題必定不是一蹴而就的，尤其是考慮到在未來(lái)數(shù)年時(shí)間里，來(lái)自中、美等國(guó)家的政府和私營(yíng)衛(wèi)星公司將向太空發(fā)射上萬(wàn)顆衛(wèi)星。

除了對(duì)衛(wèi)星下手，盡可能降低衛(wèi)星本身亮度，位于智利的薇拉