星链卫星“点亮”夜空：天文学家的喜与忧
星链卫星“点亮”夜空：天文学家的喜与忧
2024年7月的一个夜晚，美国亚利桑那州洛厄尔天文台的天文学家们正准备观测NGC 5353/4星系群。然而，当他们将望远镜对准目标时，却惊讶地发现画面中出现了一串明亮的光点，它们整齐地排成一行，划破了宁静的夜空。这些不速之客正是SpaceX公司发射的星链（Starlink）卫星，它们反射的阳光在天文台的探测器上留下了长长的光迹，使得原本清晰的星系图像变得模糊不清。
这一幕并非个例。随着SpaceX不断向太空发射更多卫星，星链卫星对天文观测的干扰已经成为一个日益严峻的问题。截至2025年1月，已有6912颗星链卫星在轨运行，其中6874颗处于工作状态。这些卫星不仅影响了光学望远镜的观测，还对射电天文学研究构成了新的挑战。
光污染：夜空中的“不速之客”
星链卫星在距离地球约550公里的低轨道上运行，每颗卫星都配备有太阳能电池板和相控阵天线。当太阳光照射到这些金属表面时，就会产生强烈的反射光。尤其是在日出和日落时分，当地面已经陷入黑暗，而卫星仍然处于阳光照射下，这种反射光最为明显。
对于普通天文爱好者来说，看到一列明亮的“卫星列车”划过夜空可能是一种新奇的体验。但对于专业天文学家而言，这却是一个令人头疼的问题。星链卫星的亮度通常在3等到5等之间，与夜空中较亮的星星亮度相当。当它们成群结队地穿过望远镜的视野时，会在长曝光照片上留下明显的光迹，严重干扰对遥远星系和暗弱天体的观测。
更令人担忧的是，SpaceX正在测试新一代直接连接手机的星链卫星（DTC）。这些卫星的运行轨道更低，只有350公里，因此反射的阳光更强。根据最近的研究，DTC卫星的亮度是传统星链卫星的近五倍。如果SpaceX计划中的7500颗DTC卫星全部部署完成，夜空中的“光污染”问题将进一步加剧。
无线电干扰：射电天文学的“隐形杀手”
除了光污染，新一代星链卫星还带来了另一个更隐蔽的威胁——无线电干扰。荷兰射电天文学研究所（ASTRON）管理的低频阵列（LOFAR）是世界上最敏感的射电望远镜之一。2024年7月，研究人员发现新一代星链卫星（V2-mini）产生的无线电噪音是前代的32倍。
射电天文学通过接收来自宇宙的无线电波来研究恒星、黑洞等天体。LOFAR的科学家们发现，星链卫星在天空中穿行时，其信号强度竟然比一些重要的射电天文研究目标高出1000万倍。这种干扰不仅影响对遥远系外行星和新生黑洞的观测，还可能遮蔽宇宙再电离时期发出的微弱辐射——这是宇宙演化历史上最神秘的阶段之一。
射电天文学家们特别担心的是，这种干扰可能使人类失去探测宇宙起源辐射的机会。这种原始辐射来自宇宙诞生后约10亿年的时期，当时第一批恒星开始将中性氢转化为氢离子。这一过程释放的能量如今以低频无线电波的形式存在，但信号极其微弱，很容易被卫星产生的无线电噪音淹没。
应对与挑战：寻找平衡点
面对天文学界的担忧，SpaceX表示正在积极寻求解决方案。自2020年起，该公司开始在卫星上应用亮度缓解技术，包括在卫星底盘下表面涂覆镜面介电材料，以减少阳光散射。此外，SpaceX还承诺将与天文学家合作，评估DTC卫星对观测的影响，并据此调整硬件设计。
国际天文学联合会（IAU）也成立了专门的工作组，致力于研究卫星星座对天文学的影响，并与相关公司和监管机构合作，制定减轻干扰的措施。一些提议包括调整卫星的轨道高度和倾角，优化太阳能电池板的朝向，以及在特定观测时段暂时关闭卫星的发射器。
然而，这些措施能否有效解决日益严重的干扰问题，目前尚不明朗。随着太空商业化步伐的加快，如何在技术发展与科学研究之间找到平衡点，将成为人类探索宇宙过程中必须面对的重要课题。
正如射电天文学家杰西卡·邓普西所说：“检测这种原始辐射是射电天文学面临的重大挑战之一。不幸的是，如果这些卫星的干扰水平保持不变，我们可能会失去探测这些重要信号的机会。”在追求太空技术进步的同时，保护人类探索宇宙的能力，是我们共同的责任。