來源： Nature Portfolio

原文作者：AlexandraWitze

科學家們與聯合國合作，希望建立衛星“巨型星座”（megaconstellations）的標準，減少對天文觀測的干擾。

在過去的兩年裏，航空航天公司已經向地球軌道發射了大約2000顆互聯網衛星，幾乎是現役衛星數量的兩倍。這引發了天文學家和其他天文觀測者的擔憂，他們擔心夜空觀測會受到干擾。

8月出席聯合國論壇的外交官們可能會討論人類是否有權擁有“黑暗和靜謐的天空”，這將是如今國際社會爲解決這些關切而邁出的最大一步。這場辯論可能會幫助科學家和公衆，爲應對新衛星湧入太空（以後還有更多）建立一個框架。

未來幾年，如果公司和政府建造併發射所有他們公開宣佈的衛星網絡或“巨型星座”，將有數萬顆衛星進入地球軌道來提供寬帶互聯網。其數量之多，可能意味着整夜都能看到數百個衛星，這對天空的影響是人類歷史上前所未有的。意大利帕多瓦大學天文學家、國際天文學聯合會（IAU）前祕書長Piero Benvenuti說：“這些人造星座正在極大地改變空間的利用方式。”

Piero Benvenuti和其他天文學家一直致力於通過國際天文學聯合會提高國際上對人造巨型星座如何影響科學家和公衆的認識。他們說，這樣做的目的不是爲了讓天文學家和衛星公司對立，而是要爲如何公平地利用外層空間的共享區域構建一個藍圖。“這一共識必須來自所有國家，”美國國家光學紅外天文學研究實驗室（NOIRLab，NOIRLab是幾個受美國資助的天文臺的聯盟組織）的天文學家Connie Walker表示。在7月12日至16日舉行的一場關於衛星星座的虛擬會議（SATCON2）上，科學家們討論了這些和其他議題。

自由探索

2019年，加利福尼亞州霍桑市的SpaceX公司發射的第一批星鏈互聯網衛星在天文圖像中的亮度超出預期，令許多天文學家倍感意外。作爲對投訴的回應，SpaceX試驗了幾種能使衛星變暗的方法；它現在發射的所有星鏈衛星都帶有遮陽板，這樣當太陽光反射出去時，衛星就不再那麼顯眼了。天文學家和包括SpaceX在內的幾家公司的代表已經商定了衛星的亮度閾值，該閾值比人眼在黑暗的天空中所能看到的亮度要稍微弱一些。西雅圖華盛頓大學的天文學家Meredith Rawls說，星鏈衛星的亮度已經接近這個閾值，但目前還沒有達到。

亮度閾值是一個目標，而不是一個要求。即使公司遵守它，這些衛星也會在望遠鏡中觀察到。它們對觀測大片天空的望遠鏡尤其具有破壞性。Vera C。 Rubin天文臺是美國在智利建造的一個大型望遠鏡，它所拍攝的圖像中有40%可能會在黃昏和黎明時被衛星條紋破壞[1]。一些衛星的傳輸信號也可能會干擾射電望遠鏡，比如正在南非和澳大利亞建造的一個大型國際天文臺平方公里陣列（Square Kilometre Array）。

目前還沒有管理衛星對夜空影響的法律。1967年的《外層空間條約》是有關空間國際關係的基礎性文件，它認爲外層空間是“可自由探索的”。但是，要求聯合國嘗試就如何處理天空的視覺污染達成國際共識是有先例的。2002年，在國際天文學聯合會的敦促下，聯合國和平利用外層空間委員會（COPUOS）簡要討論了是否應該管制“礙眼的太空廣告”，比如在地球上可以看到的太空廣告牌。一位營銷人員爲1996年奧運會設計了這種類型的廣告牌，但它從未成爲現實，和平利用外層空間委員會也從未就這一議題採取行動。

國際關係

今年4月，Benvenuti和其他天文學家在和平利用外層空間委員會附屬委員會會議上提出了衛星星座問題，當時來自五個國家的代表團簽署了一份由國際天文學聯合會牽頭的白皮書，該文件稱巨型星座是天文學家和其他人士的關切問題。德國加興歐洲南方天文臺的對外關係官員Andy Williams說：“引入這份白皮書使得我們有理由與許多國家的空間政策人士探討這個問題，這是一個提高人們認識的絕佳方式。” 聯合國無權監管衛星發射，但它可以召集各國制定國際規範，鼓勵衛星運營商考慮並減輕人造巨型星座對天文學的影響。

美國、加拿大和日本代表團建議附屬委員會持續討論衛星星座這一議題，並將其列爲會議議程上的一個定期項目。但中國和俄羅斯代表團拒絕了這一提議，稱他們需要更多時間來研究這個問題（與其他幾個國家一樣，中國正在制定一個在全球範圍內提供寬帶互聯網的衛星巨型星座計劃）。現在，Benvenuti和他的同事們正在努力關注整個和平利用外層空間委員會是否會在8月25日舉行的下一次會議上討論這一問題。來自天文學家的這種基層壓力是各國開始討論這個問題的主要原因。“辯論必須在國際論壇上進行，”來自荷蘭萊頓大學的空間法研究員 Tanja Masson-Zwaan如是說。

與此同時，天文學家正在研究解決衛星星座干擾問題的其他方法。其中包括開發衛星位置數據庫來預測衛星何時會從頭頂飛過——這樣望遠鏡就可以暫時避開那部分天空——以及從圖像中清除衛星軌跡的軟件等。

另一些人正在努力讓更多的聲音加入到關於人造巨型星座的討論中，這樣就不會被西方天文學家所主導。加州舊金山大學的天文學家Aparna Venkatesan說，許多原住民羣體有着與星體交織在一起的深厚文化歷史。他正在努力讓人們聽到這些聲音。而衛星條痕的出現可能會損害這種文化認同。

但是時間緊迫。SpaceX公司正在發射新一批的星鏈衛星——每批大約60顆衛星，有時一個月發射好幾次。“人們花了數年時間來建立聯繫，但與此同時衛星仍在不斷髮射，”Venkatesan說。“這就好像我們正在解決三年前的問題。”

參考文獻：

1。 Hainaut， O。 R。 & Williams， A。 P。 Astron。 Astrophys。636， A121 （2020）。

原文以Astronomers push for global debate on giant satellite swarms標題發表在2021年7月21日的《自然》的新聞版塊上

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