一闪一闪大卫星 天空中令人眼花缭乱的难题

一项研究显示，明亮的卫星，尤其是蓝色行者 3 号正在影响夜空观测。这些卫星数量的增加给天文学家带来了新的挑战。作者强调了寻找解决方案和鼓励航天工业与天文界合作的重要性。图片来源：AST SpaceMobile

Eggl 说："通过观察，我们了解到 AST 太空移动公司的 BlueWalker 3 号卫星 - 一颗拥有约 700 平方英尺相控阵天线的星座原型卫星达到了 0.4 等的峰值亮度，使其成为夜空中最亮的物体之一。"虽然这是破纪录的，但卫星本身并不是我们唯一关心的问题。未被跟踪的运载火箭适配器的视星等为 5.5 等，也比国际天文学联合会推荐的 7 等更亮。

从斯图尔特天文台观测到的蓝鲸 3 号九次飞行的测量亮度。彩色圆点对应的是蓝行者 3 号卫星的光学亮度测量值。蓝行者 3 号的亮度最高时达到 0.4 等，是夜空中最亮的天体之一。资料来源：UIUC

作为比较，我们用肉眼看到的恒星亮度在负 1 等和 6 等之间，负 1 等最亮。天狼星是最亮的恒星，亮度为负 1 等。金星等行星有时会更亮一些，接近负 4 等，但我们能看到的最暗的恒星大约是 6 等。

蓝行者 3 号卫星拍摄于 2023 年 4 月 3 日。这颗卫星的光学亮度为 8 米 x 8 米，是夜空中最亮的天体之一，峰值亮度达到 0.4 等。为了便于比较，还可以在镜头中看到两颗较暗的卫星：Starlink-4781（在"蓝色行者"前面）和 Starlink-4016（与"蓝色行者"平行，在几幅画面中略微落后于"蓝色行者"）。图片来源：代尔夫特理工大学/M. Langbroek

"人们可能会认为，如果有明亮的星星，再多几颗明亮的卫星也不会有什么影响。但有几家公司计划发射星座，"Eggl说。"例如，Starlink 公司已经获得了发射数千颗卫星的许可，但他们最终可能会获得发射数万颗卫星的全部请求。"

"这只是一组卫星星座。欧洲和中国也想组建自己的星座，俄罗斯也是如此。仅美国正在与联邦通信委员会谈判的那些卫星，就相当于在不久的将来发射 40 万颗卫星。用肉眼能看到的星星只有 1000 颗。如果再加上 40 万颗移动的明亮卫星，将彻底改变夜空"。

Starlink 卫星掠过新墨西哥州卡森国家森林附近的上空，照片拍摄于发射后不久。

Eggl 是国际天文学联合会保护黑暗宁静的天空不受卫星星座干扰中心的成员。他说："'蓝色行者 3 号'的亮度非常高，鲁宾天文台等大多数大型望远镜都认为它可能会遮蔽大部分曝光区域。出于同样的原因，他们已经不得不避免观测火星和金星，但我们知道行星的位置，所以我们可以躲开它们。我们无法提前数年准确预测所有卫星的位置。仅仅接受价值数十亿美元的天文台经常性的数据丢失也不是一种选择"。

他说，虽然卫星不一定会损坏望远镜的 CCD（即电荷耦合器件），但它们仍会导致条纹数据丢失。极亮的卫星可能会破坏整个视场，就像在看星星时，有人不时地用手电筒照你的眼睛一样。

埃格尔说，目前正在与伊利诺伊州先进空间系统实验室和 SpaceX 等卫星运营商合作，探索解决这一问题的几种方法。

Starlink公司正在研究如何使卫星表面颜色更深，从而吸收更多的可见光，反射更少的可见光。但这种吸收会产生热量。卫星随后必须发射红外线，这意味着光学波长的观测不会有太大问题，但红外线观测可能会有问题。而热量是太空中遇到的最大工程问题之一。因此，把所有东西都涂成黑色同样会带来影响。

明亮的条纹在夜空中划出一道弧线，这是卫星 BlueWalker 3 留下的痕迹。图片来源：I. Plauchu-Frayn

SpaceX 公司的另一个想法是利用电介质镜使卫星的太阳能电池板更加反光。这些镜子可以让卫星改变反射方向，使其不直接指向地球。

Eggl说："如果 SpaceX 能够让太阳能电池板指向不同的方向以避免闪烁，或者使用这些镜面技巧，他们可能会解决我们在 Starlink 卫星光学闪烁方面遇到的很多问题。对于其他供应商来说，这就不那么容易了。AST 拥有巨大的卫星，上面有数百平方英尺的电子相控阵，它们需要与地面上的手机进行通信。如果他们把卫星做得更小，更多的无线电信号就会通过所谓的"侧叶"泄露出去，从而可能影响射电天文观测站。"

美国国家天文台还倾向于让卫星指向地球表面，以实现最高效率。Starlink解决方案可能不容易转化为AST卫星，因此需要新的缓解策略。

他说："在可能的情况下，我们正试图与航天工业合作。我们希望共同解决这个问题，让每个人都能参与进来，因为这是完成任务的最快途径。"

编译来源：ScitechDaily