拟建的新卫星群可能会“淹没”夜空
天文学家在一项新研究中警告称，关于在轨道上部署数据中心和反射卫星群的两项新提案，可能对地面天文观测构成前所未有的威胁。相关研究成果公布于预印本服务器arXiv并被《天文学与天体物理学》接收。
分析发现，这些航天器不仅会在望远镜拍摄的图像上留下破坏性的轨迹，还会使夜空亮度增加多达300%，导致天文台不得不透过一层遮蔽星辰的散射光雾进行观测。“从本质上讲，我们将失去所有那些微弱的天体，而建造这些望远镜的初衷正是为了观测它们。”论文作者、欧洲南方天文台（ESO）的天文学家Olivier Hainaut说。
这项新研究探讨了近期提出的两项商业提案。2025年7月，美国太空科技公司Reflect Orbital向美国联邦通信委员会（FCC）申请许可，计划发射一颗搭载18米宽反射镜的试验卫星，旨在将阳光投射到夜间的地球上。该公司的目标是发射5万颗此类卫星，利用人造日光来延长太阳能电池阵列、矿山和应急响应团队的工作时间。此外，今年1月，美国太空探索技术公司（SpaceX）向FCC申请批准发射多达100万颗太阳能卫星，这些卫星将作为轨道数据中心运行，既能充分利用丰富的太阳能，又能规避地球上烦琐的法规。
一些天文学家以及ESO和美国天文学会等机构已敦促FCC驳回这些提案。Reflect Orbital的计划收到了1800条公众意见，SpaceX的计划则收到了约1500条——远超FCC通常收到的意见数量。该机构尚未就这两项提案作出裁决。
“这是一项极其有价值的研究。”英国伯明翰大学的航天工程师Hugh Lewis说，一些拟建的卫星星座将使用非常大的卫星，其亮度很难降低。“这类卫星数量无需太多，就会产生影响。”
自2019年SpaceX发射首批“星链”互联网卫星以来，天文学家一直与相关企业合作，试图减少这些所谓“巨型卫星星座”的影响。例如，尽管“星链”星座规模不断扩大，SpaceX仍致力于降低其卫星的反射率。目前已有超过1万颗“星链”卫星在轨，该公司还计划再发射3.2万颗。其他公司也有类似的雄心勃勃的计划。但Hainaut表示，Reflect Orbital和SpaceX提出的新方案无论是单颗卫星亮度还是卫星数量上，都达到了不同数量级。
Hainaut对新规划的卫星的预期亮度进行了建模，并模拟了它们的轨道。“一旦数量超过一定阈值，情况就会变得非常糟糕。”他说。更大的卫星星座不仅使望远镜越来越难以避开卫星尾迹，而且随着单个航天器散射光线的不断累积，还会产生一种累积性的漫射光晕。
像位于智利的ESO帕拉纳尔天文台等顶级天文台，其目标是将光污染控制在自然夜空亮度的1%以下。Hainaut计算得出，由5000颗卫星组成的Reflect Orbital卫星群将使全球天空亮度增加高达30%，而5万颗卫星则会使亮度增加多达300%。Reflect Orbital公司表示，会引导宽度为5公里、亮度比满月高4倍的光束避开天文台。但Hainaut指出，即使在光束范围之外，这5万颗反射卫星中的每一颗都将像金星一样明亮，而金星是天空中仅次于月亮的最亮物体。
Hainaut表示，与此同时，由100万颗SpaceX数据中心组成的星座，将导致在望远镜图像中几乎整夜都能看到卫星轨迹，尤其是对于像智利的维拉·C·鲁宾天文台这样的广角观测设备而言。
ESO和其他机构正与国际天文学联合会合作，劝说卫星运营商减轻其卫星星座的影响，并通过联合国制定国际规范，供各国转化为国内法律。“我们的首要任务是就某种表述达成共识，并将其作为最佳实践。”ESO事务官员贝Beatrice Kioko表示，“我们可以提供基于天文学家数据和研究的具体建议，以便各国制定新法有据可依。”然而，国际外交进程异常缓慢，而各企业则面临着在快速增长的太空经济中抢占先机的巨大压力。
Lewis表示，变化的步伐如此之快，以至于天文学家都难以跟上。“我们真的需要放慢脚步，暂停一下。”他说，“我认为在某些研究领域，相关研究还不够成熟。”
Hainaut估算，如果这些卫星肉眼不可见，那么10万颗卫星大约是天文学界在保持现有观测能力的前提下所能容忍的上限。“这就是典型的‘公地悲剧’。”他说，“外层空间属于所有人，所以反而没人在意。”
相关论文信息：https://doi.org/10.48550/arXiv.2604.09427
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