一項新的研究表明，地球周圍迅速增長的衛星群不再只是地面天文台的擔憂——它們引起的反射現在正在干擾天基望遠鏡。
目前約有 15,000 顆衛星組成大型衛星群環繞地球運行，提供互聯網服務，其中一半以上屬於 SpaceX 星鍊網絡， 其中有超過 9,000 艘航天器在軌運行。 2023年，天文學家 報導 其中一些衛星已經 照片炸彈 當陽光從物體表面反射時，哈勃太空望遠鏡捕捉到的圖像留下了明亮的痕跡，遮蓋、模糊或模仿了真實的宇宙信號。
“自然出現的問題是：當所有這些星座被釋放時，有多少其他太空望遠鏡會受到影響？”該研究的合著者亞歷杭德羅·博拉夫（Alejandro Borlaff）是美國宇航局加利福尼亞州艾姆斯研究中心的天體物理學家，他告訴 Space.com。 “這項工作是對潛在問題的首次仔細量化。”
博拉夫和他的團隊用四個太空望遠鏡模擬了未來的衛星巨型星座：其中兩個已經投入運行——哈勃和美國宇航局的 斯弗雷克斯 （宇宙歷史分光光度計、再電離時代和冰探測器的縮寫）於 3 月份發射 – 以及兩個計劃中的天文台，計劃於 2026 年發射的中國巡天望遠鏡和歐洲航天局 阿拉基斯 任務預計將在未來十年內啟動。
研究人員利用天文學家 Jonathan McDowell 維護的 Planet4589 數據庫記錄的每個星座的軌道數據，模擬了在 100 顆衛星到 100 萬顆衛星等各種場景下望遠鏡運行約 18 個月的情況。
如果目前計劃部署的 56 萬顆衛星得到部署，研究小組發現三分之一的哈勃圖像將包含至少一個衛星軌道。對於 SPHEREx、ARRAKIHS 和 Xuntian，超過 96% 的敞口將受到影響。研究報告稱，在數百萬顆衛星的水平上，大約是目前待決提案的數量，污染率大約翻了一番。
這些發現“確實令人恐懼” 帕特里克·賽澤爾密歇根大學安娜堡分校的一位天文學家沒有參與這項新研究，他說 自然。 “這對於天基天文學的未來來說是一項非常重要的研究。”
截至 2019 年，最大的商業星座銥星在近地軌道上僅運行 75 顆衛星。從那時起，發射成本的大幅降低和拼車任務的興起導致部署數量呈指數級增長。 SpaceX 等超重型火箭的到來 星艦， 藍色起源 新格倫 和中國 3月9日長 研究指出，大規模發布可能會變得更加容易。
研究人員指出，更重要的是，圖像處理無法完全恢復因衛星污染而丟失的科學知識。掩蔽等技術可以隱藏頻帶，但無法重建其下方的宇宙信號。
“這部分圖像將永遠丟失，”博拉夫告訴 Space.com。他說，反射陽光的光子噪聲會抹掉原始數據，包括人工智能在內的任何軟件都無法重建這些數據，“僅僅是因為從太空傳送到望遠鏡探測器的信息已經不復存在了。”
並非每個人都同意團隊建模的各個方面。 拉斐爾·古茲曼ARRAKIHS 的牽頭財團表示 科學 雖然他的團隊與大多數天文學家一樣對巨型星座的影響感到嚴重擔憂，但該研究假設 ARRAKIHS 將勘測整個天空，此時它的大部分方向將遠離地球，而地球上的衛星不太可見。據《科學》雜誌報導，他的團隊得出了類似的結論，即大約 96% 的圖像將帶有衛星軌道，但每張圖像的一小部分會受到污染。
該研究提出的一項緩解策略是將大型衛星星座放置在太空望遠鏡高度以下，航天器在地球陰影中停留的時間更長，因此顯得更暗。但博拉夫承認，這可能會增加低軌道衛星因大氣阻力而更頻繁地燒毀，並且 最近的研究 表明再入過程中釋放的物質可能會破壞臭氧層。較低的軌道還使衛星在地面觀測站看來更亮，這可能會轉移問題而不是解決問題。
“這需要從多學科的角度來討論，而不僅僅是從天文學的角度，”博拉夫說。 “我們需要仔細評估我們擁有的資源，以便我們能夠維持一個對科學和工業都有利的軌道環境。”
該研究指出，衡量巨型星座對環境和科學影響的努力已經難以跟上發射活動的步伐，這讓人想起早期的臭氧層研究，當時科學家對氯氟碳化合物的警告與工業擴張相競爭，直到歷史性的《蒙特利爾議定書》設定了全球限制。
當被問及他是否對有意義的緩解措施持樂觀態度時，博拉夫將自己描述為“樂觀的悲觀主義者”。
“我們的結果表明，如果不採取行動將會發生什麼，但我確信情況不會如此，”他說。
