天文学家和星链计划（Starlink）共同打造更安静的射电天空

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原作：JURE JAPELJ

翻译：张国双

校对：胡敏、李宜骅

编排：王招君

后台：李子琦

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-and-starlink-partner-for-quieter-radio-sky/

天文学家和星链计划的工程师开发了一项技术，可以显著降低卫星无线电对太空观测的影响。

由于卫星越来越多，很快，天文学家可能就无法进行详细、高质量的射电观测。但是，美国国家科学基金会（National Science Foundation）的国家射电天文台（NSF NRAO）和美国太空探索公司（SpaceX）已在联合研发新技术，努力避免这种最坏的情况。

就像光污染在可见光下会掩盖夜空，人工无线电传输也会掩盖微弱的天文射电源，如星系、黑洞的轮廓和新形成的恒星。这就是为什么射电望远镜要放在无线电宁静区，那简直是天文观察的天堂，来自地面的无线电传输会被限制，避免影响到敏感的设备。弗吉尼亚州的国家无线电宁静区（National Radio Quiet Zone）就是这样一个地方，所以格林班克天文台设置在那里。

然而，宁静区容易受到使用无线电波向地面传播信息的卫星的攻击。现有法律无法保护这些区域免受卫星传输的影响，并且随着每年绕地球运行的卫星越来越多，管理此类无线电干扰也越来越困难。

大型通信卫星网络的出现，大大增加了活跃卫星的数量，例如，美国太空探索技术公司（SpaceX） 的星链计划。据预测，到本十年末，很多公司和政府将把数万颗卫星送入轨道。很快，地球上的任何地方都不再会是良好的射电天文观测地点。

图注：“大卫星星座”在射电天文台上方盘旋的艺术效果图

来源：Daniëlle Futselaar

自 2019 年以来，天文学家与公司和监管机构合作，讨论研究使各方都能受益的解决方案，达成的积极成果之一是 NSF NRAO 和与SpaceX 成功合作。

该解决方案的关键是卫星和望远镜之间能共享实时数据。自主系统将望远镜的当前观测情况共享给卫星，包括特定望远镜正观测的天空方向和它正在观测的无线电频率。随后，该区域附近飞行的卫星可以暂时重新定向其传输任务或完全关闭传输以避免干扰。

科学家们使用绿岸天文射电望远镜在两个单独的实验中测试了这项技术，并证明了其可行性。

图注：位于西弗吉尼亚州格林班克的绿岸射电天文望远镜（ Robert C. Byrd Green Bank） ——世界上最大的完全可操控射电望远镜。

来源：NRAO / AUI / NSF

“我的第一反应是，这是朝着正确方向迈出的重要一步，” 费德里科·迪·弗鲁诺 （Federico Di Vruno） 说道，他是平方公里阵列（Square Kilometre Array，SKA）天文台的频谱负责人以及国际天文学联合会静暗天空保护中心 （IAU CPS） 的联合负责人。“NRAO 团队和 SpaceX 已经证明，波束避让可以实现，并且能够显著降低射电望远镜接受到的射频干扰。”

此类测量的详细信息仍需要细化。目前，该协议只包含了 NRAO 的设施，但是，SpaceX 还在与美国及其他地区的天文台商讨，争取在更大范围内落实这项技术。要想真正落实生效，其他卫星公司和政府也必须配合使用。

但是，即使缓解措施有效，某些科学研究开展起来也很有挑战性。“人们需要以更加积极的态度来响应射频干扰清洁，同时，采用更长的观测时间也是必不可少的方法，”Di Vruno 说。并且，这项技术无法解决由电子设备引起的无意卫星无线电传输问题，这会污染无线电频谱的其他部分——目前，正在研究解决办法。

责任编辑：杨欣冉

牧夫新媒体编辑部

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来源：NASA

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