人造卫星正在成为我们探索宇宙的障碍
想像一下你是一个天文学家：花大量的时间观察银河系远端的新星球和星体；收集目前所知的宇宙最远处的数据；还要监察彗星。
位于智利艾尔基谷的薇拉·鲁宾天文台（ Vera Rubin Observatory） 你的视野如同宇宙一样广阔；你有世界上最先进也最昂贵的天文望远镜可用……可是，你的视线却受阻。 这正是梅甘·多纳休教授（Megan Donahue）面临的事情。她研究银河系的群聚，也在密歇根州立大学教授天体物理学。 “有10万颗光明、闪亮，还会移动的‘星星’在天上会造成灾难，”她说。她指的是一群正要发射上天环绕地球的人造卫星，它们形成了一片人造的巨型星座。 多纳休教授同时是美国天文学会（American Astronomical Society）会长，该学会最新的报告得出结论，“由于（人造卫星）严重的干扰，一些天文现象将肯定会被错过。” 所以，什么类型的重大观察将有被错过的风险？ “我们监察天空中飞过来的小行星，”她说，“这将左右人类的生存。” “它在破坏我的研究” 最近数周，几乎每一天都有私营公司发射卫星上天的消息。 美国航天制造商SpaceX（由伊隆·马斯克所有）已经将650枚“星链”（Starlink）卫星发射上近地轨道，这个计划总共有1.2万枚卫星要发射；全球通讯公司一网（OneWeb）则已将其计划的4.8万枚航天装备中的74个发射上天；亚马逊（Amazon，美国线上零售及跨国科技公司）表示，他们亦想发射自己的3236枚卫星。 一旦它们全都按计划完成，仅此三家公司就已有超过6.3万枚新卫星。 这还不包括·在俄罗斯、中国等各个地方的其他机构，它们也在排着队准备发射它们自己的设备。 理论上来说，这应该是一件好事——天上飞行这些机器，主要用于改进地方上的电子通讯。 但是，这些人造卫星群有一个负面作用：它们会遮挡天文学家的视线。 多纳休教授说，卫星几秒钟的闪烁，可能就会令多年的研究付诸东流。 我们应该担心吗？ 当然应该！ 因为从研究远方星系当中所能了解到的信息（它是由什么组成的，它的密度以及质量等）可能会为带动更先进的技术开发，从而令所有人的生活更美好。 但是为了做到这一点，多纳休教授不得不首先要捕捉到一些你所能想象的最微弱的光——这样做需要最特别的天文望远镜。 而这些设备，在人造的光源面前是极度脆弱的。 “在我试图要从离我们几十亿光年远的星系那里捕捉到那些微光时，人造卫星会造成一些过度曝光的巨大光线，穿透非常敏感影像，”多纳休教授说。 换句话说，她那些精密的图片被卫星的强光给烧毁了。 有时候“通常要很多分钟完成的整个曝光会被破坏，然后它甚至影响之后用同一个设备进行的曝光，”她说。 “光弹乱入”是“天文学的灾难” 那么，我们真的可以说，是人造卫星在“乱入”破坏天文学研究吗？ “是的，那是其中一个理解，”多纳休教授说，“它实实在在地用光架设了一道屏障，阻止公众资助的宇宙科学研究：星球、小行星、星体、星系，一切东西！” 这位天文学家表示，“不用很多家公司一起，就能使夜空充满各种光线”，从而破坏“数十亿美元的公共经费”。 一个重大牺牲品可能就是薇拉·鲁宾天文台（Vera Rubin Observatory）——过去曾被称为大型综合巡天望远镜（LSST）——仍在建造中的它位于智利的艾尔基谷，这个地点的选择是因为它原本清净的天空。 “这对于美国来说是最首要的新望远镜，而它将会悲剧性地受到这些卫星的影响，”多纳休教授说，“（人类）需要有所行动来令它们对天文台带来的灾难少一些。” 关乎人类存亡 但是，受影响的可能不仅仅是她的工作。 “它关乎人类的存亡的事，”多纳休待援说，“我们监察天空中飞过来的小行星和彗星。” 现在，这些东西撞击地球的机会非常低，但仍然是有切实可能性的。 就在9月，两颗体积相当于半个埃菲尔铁塔的小行星——被浪漫地命名为2010 FR和几天后的2020PT4——以每秒八英里的速度掠过我们的星球（这个速度相当于在7分多钟里从纽约到达伦敦）。 美国太空总署（NASA）将这类太空石块列为近地物体（NEO），称它们是“潜在危险”，因为在未来它们的轨道有可能更靠近，从而与地球相撞。 这就是为什么太空总署一直在监察很多其他被认为有风险的小行星——尽管它们撞击地球的机会非常小——并且有机制会在需要时将它们击出地球范围。 这也是为什么提前预警能够大大地增加你生存的机会，多纳休教授说：你越早发现一个模糊的物体向你移动，你就越有机会避免灾难性的撞击。 夜空中的污染 “谁拥有天空，谁又有资格说谁有权在天上放光？”多纳休问。 她说，各企业用人造卫星挤满太空，“破坏了地球上每一个人的夜空”。 她还表示，除了生存威胁，我们可能还会因此错过无数令人兴奋——而且有用——的新发现，“不可逆转地永远失去一些机会”。 但是，卫星有可能被送到一个没那么多问题的轨道吗？ “即使这些公司的所有人都同意只使用近地轨道（海拔500至600公里以内），”多纳休教授说，“这些物体仍然会被看到，并且在日出前和日落后的很多个小时里能够在太空中反射太阳光。 如果这些公司选择使用高海拔的轨道呢？ “那问题就会更严重。像薇拉·鲁宾天文台（VRO）这样的天文台，在夜间拍下的照片里，将几乎每一张都会有杂物，”多纳休教授说。 而这不仅仅是在智利有发生，它真的有国际性的影响。 记得那张突破性的黑洞照片吗？距离5亿万亿公里，地球上没有任何足够大的天文望远镜能够捕捉到那些太大、太远或者太大又太远的东西。 但是如果你将几张用地球上最大的天文望远镜连接起来——就像他们在黑洞项目上所做的那样——你实际上就是在制造一个超大天文台，将彼此获得的数据和其他讯息拼起来，拼出一个过去不可能拼出来的天空。 “VRO是一个天文台系统里的一部分，”多纳休教授说，其他建在地面上的大型天文台，比如极大望远镜（Extremely Large Telescopes）和巨型麦哲伦望远镜（Giant Magellan Telescopes）等，将会依赖VRO的各种发现。 从智利到印度，如果一个项目失败了，就会有很多受到影响。 “不仅是一个天文台，一个地方，”多纳休教授说，“像欧几里德卫星（Euclid）和最近重新命名的南希·罗曼太空望远镜（Nancy Roman Telescope）一直是计划使用将会从VRO得出的重要数据群。” 天文学家说，在1960年代末，对核战的恐惧促使很多国家签署了一些法案，监管对太空空间的使用，以避免核灾难，对于无线电波频的使用也一些有限的国际监管，“但是没有任何国际法律直接监管太阳光反射。” 天文学以及地球的未来 如果有那么多的太空设备围绕地球，我们还要多久就会被太空垃圾所围绕？ “我们已经被一个有点像垃圾场的东西围绕了”多纳休教授说。 “太空总署和其他相关利益机构在追踪轨道上有很多小东西，为的是避免和废弃的火箭相撞，”这位航天物理学家说。 “然而，这些据称有10多个的卫星比上面的那些垃圾要大得多也光亮得多。撞击永远是一个担忧。” 不过，多纳休教授希望对未来保持乐观。 “科学上来说，我们在基础物理学上的一些最大的进步，都是从研究天空得来的，而其中特别是夜空，”她说。 “了解物质本质、重力、黑洞、时间的起始、元素的产生以及代表宇宙总能量约70%的暗能量的存在等，”多纳休教授说，“暗能量到底是个什么东西？如果我们只关在地球上的实验室里，我们永远都不会找到答案！” “我希望我们能够有一些监管，从而让未来的世代有跟我们曾有过的同样（或者更好）的天空视野，”她说。 “我的希望寄托在这些公司的工程师甚至领导者和天文学家和天文台工程师有别，不会这么疯狂：我们都是太空极客，我们很多人进入这一领域，就是因为我们爱太空，”多纳休教授说。 解决办法可能就在那些一开始制造这个乱局的人们手上：“设计和建造太空船、天文台的同一类人，要站起来面对时间、成本和太空局限的挑战。” 天文学（以及地球上的生命）能够度过这一关吗？ “或许一些人会决定，他们不想作为当代天文学的终结者而被记住，”多纳休教授说，“而我只能希望，这是做正确行动的最大动力。” 说到底，“天空是属于我们所有人的。”