马斯克称他的卫星不会干扰天文观测，有人出来打脸了

在不久的将来，天文学家可能需要更新他们的软硬件设施才能够像现在这样去观测天空，因为星链（Starlink）来了。

每当夏日到来，天文爱好者们经常驱车赶往乡下去观测星空，尽管有时也会有很少的几颗卫星在他们的视野中划过，但尚不足以影响到其对宇宙的探索。不过在未来的几年后，这些爱好者们可能会遭遇数百颗人造卫星，而对专业的天文学家来说，他们的研究将永远不会再像以前那样。

覆盖全球的卫星互联网竞赛已经开始了，SpaceX公司推出了野心勃勃的星链计划，旨在为用户提供高速的网络，无论他们身处何方。该公司已将超过400颗570磅重、30英尺宽的人造卫星放入近地轨道。星链计划最终将构建一个由数万颗卫星组成的“巨型卫星群”，同时亚马逊公司和英国公司OneWeb也推出了他们自己的大批卫星发射计划。从第一颗人造卫星发射升空开始，天文学家们就对其研究领域的未来充满了忧虑。现在，通过对首批1.2万颗星链卫星进行的最全面分析，带来了一个好消息和一个坏消息。

人造卫星对天文研究造成的干扰因不同研究项目和观测站而不同，好消息是天上的卫星不会危及到这门学科的生存；而坏消息是，以后的天文研究将不得不把去除卫星干扰作为一个重要的组成部分。“这对一般的天文学家来说是一个警钟，让他们开始思考如何缓解这种干扰。”哈佛-史密森天体物理学中心（Harvard-Smithsonian Center forAstrophysics）的天体物理学家、分析报告的作者乔纳森-麦克道尔（Jonathan McDowell）说。

SpaceX公司创始人埃隆-马斯克（ElonMusk）声称，星链不会对科学进步构成威胁。“我很有信心，我们对宇宙探索造成的影响为零，”他在一次会议上说道。“如果高于零，我们会采取纠正措施。”

该公司正在与各种天文组织合作，尽量减少其对夜空的影响，但完全消除这种影响似乎是不可能的。事实上，根据麦克道尔发表在权威期刊《Astrophysical Journal Letters》的报告，近地环境已经在经历一场动荡。虽然目前有数千颗卫星围绕着地球转圈（其中许多已经失效），但SpaceX公司所瞄准的区域却相对空旷。在星链卫星第一次发射之前，只有400颗大型卫星（超过220磅）在低空（370英里以下）轨道上运行——那是最容易看到的那种。今天，星链的卫星几乎是这个数字的两倍，而这个网络只完成了3%。

一个拥有12,000颗低空飞行的星链卫星的天空，以其目前的形态来看，肉眼看去会有很大的不同。麦克道尔根据一些在互联网上找到的公开的文件，建立了一个数学模型，其中考虑到了卫星的大小、高度、数量和观测到的亮度。然后，根据全球季节的不同和方位的不同，他计算出了在夜间不同的时间点会有多少颗卫星飞过头顶。城市里的人们不会受到太大的影响，但根据麦克道尔的模型（依据SpaceX公司提供给FCC的文件），因为太阳光在卫星的金属表面上反射，农村地区的观星者会看到地平线上有数百个暗淡的斑点，其中有数十颗卫星直接从头顶上经过。确切的可见数量将取决于具体的环境，但在日落之后的几个小时内，在夏季的观星高峰期，也就是观星的黄金时段，这个数量会达到峰值。

幸运的是，对于业余天文学家来说，SpaceX公司正在尝试将其卫星面向地球的一面涂成黑色，以降低其反射率。该公司在1月份发射了第一颗“darksat”原型卫星，根据之前发表的一组观测数据显示，它的反射率确实比闪亮的同类卫星要暗约2.5倍。麦克道尔说，这种亮度的降低（如果得到证实）很可能让卫星处于人类视觉的边缘。如果你用力眯起眼睛，可能会注意到一种令人迷失方向的运动感，但你可能无法分辨出那些光斑。

"这大概足够拯救裸眼天文了。"麦克道尔说。"但这还不足以拯救专业天文学。"

天文学家是一个多元化的群体，他们研究的东西从局部空间岩石到遥远的黑洞多种多样，而星链所造成的影响同样也会是多种多样。一些研究项目，尤其是那些在冬季深夜进行的研究项目，几乎不会注意到SpaceX的介入。在这些时候，太阳完全位于地球后面，没有太阳光可以让卫星来反射，这让麦克道尔松了一口气。“起初我过分悲观了，”他说，“但事实上，在冬天的时候并没有那么糟糕，这一点很重要。看到这一点，我很高兴，也很惊讶。”

不过，不好的方面是，当太阳在跃出地平线前及落下地平线后的几个小时内，星联卫星在望远镜镜中会发出耀眼的光芒，尤其是在夏季。这段时间非常适合观测太阳附近的天体，比如寻找小行星的观测，包括那些可能有一天会与地球相撞的小行星。像这样的项目就不能仅仅依靠冬季夜晚的观测完成。麦克道尔说，如果你把自己限制在冬季观测，“你基本上就会失去一半的天空。”

随着卫星发射频率的增快，开始是每月一次，最终要每两周一次，麦克道尔建议研究人员现在就开始为迅速逼近的未来“星链星空”做准备。

要处理掉卫星留下的不需要的条纹，最简单的方法就是使用软件来编辑。如果天文学家对一个目标拍摄五张照片，其中有几帧中有卫星，研究人员就可以将这些照片混合在一起，将卫星抹去。这种方法对于头顶卫星数量较少的观测站来说效果最好，比如南半球深处的观测站，这种方法将是最有效的，但代价是要花费宝贵的观测时间来获取额外的数据。

其他的观测站将需要专门的硬件。例如，一个将望远镜的主镜围成一个环形的小型摄影系统，可以让仪器有一种扩大视野的感觉。当相机发现有卫星过来了，它们可以在望远镜的视场上弹出一个快门，使其暂时失明，直到航天器消失。通过长时间曝光，要远远超过卫星闪光的时间，来观测那些昏暗的天体。

最终，世界上的所有天文台都必须进行一番摸索，才能找出最适合自己的方式方法。“这将会使观测环境发生巨大的变化，以至于会出现我们意想不到的后果。”麦克道尔说。

但是，即使他们能够找到所需的大量资金来支持升级软硬件设施，天文学家也不可能无限度的去被动适应天上越来越多的人造卫星。可以想象，当每张天文图像中都有多个卫星条纹时，天文学这门学科可能就会停滞不前。麦克道尔建议，研究人员一方面要学会去适应星链的数万颗卫星，另一方面他强调，从长远来看，天文学要想生存下去，就需要一个国际条约来限制天上卫星的总体数量。

“我认为天文学家和太空探索者之间可以达成妥协，我们必须为更拥挤的天空想出一些缓解措施，”他说，“但航天界最终必须为这个天空能有多拥挤设定一个上限。”

SpaceX公司没有回应置评请求，但麦克道尔称赞该公司表现出了诚意，比如开发darksat，并直接与维拉-鲁宾天文台（Vera Rubin Observatory）进行联系---该旗舰设施将于2022年上线。他希望SpaceX能做出额外的措施，如将darksat卫星的天线涂成黑色，以继续减少其对地平线观测的影响。

“短期内，我不太担心，我更担心的是未来，”他说。“但这仍然是一个真正的天象变化。”