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馬斯克的“星鏈”計劃要讓全球“互聯”,不過問題也來了

美國初創公司SpaceX公司於11月11日將60顆“星鏈(Starlink)”衛星送入近地軌道,使在軌“星鏈”衛星總數達到至少120顆。天文學家近日指出,他們對天空障礙的恐懼變成了現實。

威脅

“星鏈”衛星項目由SpaceX公司首席執行官馬斯克於2015年推動,以提升全球範圍互聯網連接狀況。按照馬斯克的設想,發射更多衛星能擴展互聯網帶寬和覆蓋範圍。亞馬遜、OneWeb等其他公司也有類似大型衛星群計劃。

今年5月,SpaceX發射首批“星鏈”衛星。這些衛星的亮度隨即引發天文學家的關注和擔憂。天文學家指出,隨著近地軌道越來越擁擠,觀測和科研將受到越來越多光線的干擾。《紐約時報》稱,自那以後,許多科學家一直在執行一項任務:量化“星鏈”影響,並與SpaceX分享擔憂。SpaceX回應稱,希望減輕“星鏈”項目潛在影響。但與此同時,它仍在全速推進這一計劃。

《富比士》雜誌稱,從地球上觀測天空,約有9000顆恆星肉眼可見。然而,SpaceX的122顆“星鏈”衛星不僅比這些恆星中的大多數更亮,而且在天空中快速移動,所留軌跡汙染了天文學家的數據。

11月18日,智利Cerro Tololo泛美天文台天文學家克拉拉·馬丁內斯·巴斯克斯(Clarae Martinez-Vazquez)在推特上寫道,“我震驚了”,大量“星鏈”衛星穿過天空,一直持續5分多鍾,其中19顆衛星反射的強光干擾了用於觀測其他星系的高能照相機。“相當令人沮喪的……這可不酷!”英國《新科學家》周刊網站稱,當時天文學家正使用暗能量照相機(Dark Energy Camera)在可見光和近紅外波段拍攝夜空圖像。

美國西北大學的克利夫·約翰遜(Cliff Johnson)在推特上發布了來自暗能量照相機的原始圖片,清晰捕捉了衛星留下的發光斜線。美國《自然》雜誌稱,這些明亮的光束會阻擋其下方天體,並在望遠鏡中觸發錯誤信號。美國史密斯學院學者詹姆士·洛溫瑟爾(James Lowenthal)說,“它們可能會威脅到天文學本身。”

善意

馬斯克5月回應輿論質疑時稱,“星鏈”衛星不會影響天文觀測。他在推特上寫道,已有4900顆衛星在軌道上,人們注意到它們的時間是0%。它對天文學的進步沒有任何影響。SpaceX公司一名發言人日前表示,SpaceX正與主要天文學團體進行溝通,設法不讓衛星干擾其工作。戰術層面,公司計劃把衛星底色改為黑色,希望能起到幫助作用。

不過,美國加州大學戴維斯分校天文學家安東尼·泰森(Anthony Tyson)認為,這一改進解決不了問題。在他看來,解決辦法是對望遠鏡進行設置以避開“星鏈”衛星。《紐約時報》稱,基於1.2萬顆“星鏈”衛星的早期模擬結果表明,存在實現可能性,但SpaceX申請再發射3萬顆衛星的計劃打亂了計算結果。

《紐約時報》稱,鑒於亞馬遜、Telesat和OneWeb等公司計劃發射類似巨型衛星群,SpaceX的3萬顆衛星或許只是一個開始。如果天空中有許許多多明亮的移動物體,工作就會變得非常複雜。

更關鍵的問題是,迄今為止,天文學家幾乎沒有法律追索權,因為沒有保護天空免受光汙染的法律。

“國際空間法非常開放,”美國密歇根州立大學天文學家梅根·多納休(Megan Donahue)說,雖然許多天文學家一直對無線電干擾和太空碎片感到擔憂,但光汙染是更大的擔憂,因為沒有相關規定。這意味著任何前進的道路都依賴於SpaceX和其他公司的善意。“這更像是一個哲學問題,可以歸結為:我能在多大程度上相信企業的善意?企業會在多大程度上關心科學以及天文學工作者的意見?”

碰撞

除了光汙染外,“星鏈”衛星還可能帶來更多太空垃圾,從而引發更多碰撞事故。

美國商業內幕網站稱,地球周圍有逾1億塊太空垃圾,包括廢棄衛星、宇宙飛船殘片等。每塊碎片,無論多小,都以足以對重要設備造成災難性破壞的速度飛行。對宇宙飛船上的宇航員來說,每次撞擊都可能致命。人類送入軌道的物質越多,碰撞風險就越高。從理論上講,一次碰撞可能會產生和傳播垃圾碎片,然後引發另一次碰撞,進而產生更多碎片,導致一連串碰撞。最終,地球將被碎片所包圍,以至於任何宇宙飛船都無法避免碰撞。

曾在美國宇航局(NASA)約翰遜航天中心工作的唐納德·J·凱斯勒(Donald J. Kessler)在一項研究中首次提出上述危險情形。他計算出可能需要幾百年時間來清理這些碎片,使太空飛行再次安全。

在5月發射第一批“星鏈”衛星時,SpaceX表示計劃利用離子發動機將兩顆衛星“脫離軌道”,將它們送入地球大氣層,在那裡燃燒殆盡。但據天文學家觀測,截至10月27日上述衛星還未脫離軌道。

SpaceX和亞馬遜都在設計能通過自動或人工操作避免碰撞的衛星。但即便如此,亞馬遜最近向美國聯邦通信委員會提交的文件顯示,如果其5%的衛星出現故障,那麽在大衛星群內發生碰撞的風險將在6%左右。就SpaceX而言,其第一批60顆“星鏈”衛星失敗率為5%:其中3顆在部署後停止工作。這三顆報廢衛星將環繞地球一周,直到地球引力將它們拉回地面,落入大氣層後可能在一年內燃燒殆盡。但在那之前,它們將留在軌道上,與地面操作人員處於失聯狀態。《富比士》指出,事實上,5%的失敗率比大多數歷史紀錄都好,但對於一個由數百或數千顆衛星組成的龐大星群來說,它肯定遠遠不夠好。

其實,即使是SpaceX公司未報廢的衛星,也已造成碰撞問題。9月2日歐洲航天局透露,為避免與SpaceX公司一顆“星鏈”衛星發生碰撞,他們不得不移動“風神(Aeolus)”衛星。

SpaceX計劃在6次發射後於2020年某個時候開始在美國和加拿大提供“星鏈”互聯網服務,並計劃在2021年實現“近全球覆蓋”。但考慮到太空觀測和太空垃圾風險,一些天文學家認為,這個速度還是太快了。

(編輯郵箱:[email protected]

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