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作者：Jeff Foust

翻译：贺玉影

校对：牧夫校对组

编排：陶邦惠

后台：朱宸宇

原文链接：https://spacenews.com/as-the-night-sky-grows-crowded-astronomers-face-a-growing-problem/from-a-high-redshift-galaxy/

天文学家说，星链这样的人造卫星星座对薇拉·鲁宾天文台来说是个小麻烦，其他的卫星星座和太空活动将造成的影响则更加令人担忧。

图源：鲁宾天文台

*薇拉·鲁宾天文台巡天望远镜是一个正在建设中的广视野巡天反射望远镜，带有8.4米主镜，将每三天拍摄全天一次。望远镜采用了一种新颖的三镜设计，可以在非常宽的3.5度直径视野中提供清晰的图像，并提供了一个32亿像素感光耦合元件(CCD)相机，这是迄今为止最大的数码相机。它以薇拉·鲁宾（Vera C. Rubin，1928年7月23日－2016年12月25日）命名，纪念这位已故的女天文学家，她证实了星系中有暗物质的存在。

年轻的薇拉·鲁宾在瓦萨学院就读本科时就已经开始观测星空，并于1948年获得天文学学士学位。瓦萨学院是在美国纽约州的一所私立文理学院，最初作为女子学院始建于1861年，并在1969年开始实行男女同校。

图源：瓦萨学院图书馆档案与特藏部

五年多来，天文学家一直在警告人们人造卫星星座对天文观测的影响。2019年第一批星链卫星甫一发射，亮到裸眼可见，这令天文学家拍案而起，一边广而告之星链的威胁，一边未雨绸缪地和发射星链的太空探索技术公司展开合作。

这些努力目前为止至少使得人造卫星星座的影响中最坏的情况得以避免。新建于智利的薇拉·鲁宾天文台计划今年开始观测，大家都很关心人造卫星星座将对它产生什么影响。它的望远镜视场宽广，相机灵敏，每三天就能勘测整个南部天空，所以天文学家担心它的图像会划满人造卫星来往的痕迹，继而降低其科学用途。

薇拉·鲁宾天文台大型综合巡天望远镜在星光灿烂的夜空运作的假想图。这台望远镜将在18,000平方度的主巡天区域内的六个宽光学波段进行为期十年的深度成像巡天。

图源：Todd Mason

目前，薇拉·鲁宾天文台表示：还好。

1月16日，在第245届美国天文学会会议上，薇拉·鲁宾天文台的天文学家尤丝拉·阿尔赛娅德在简报中说：“人造卫星不过是添麻烦而已，不存在毁灭性。”她预估，图像中有不到1%的像素会被人造卫星影响。

天文学家并非就此高枕无忧。相反，在继续研究卫星干扰问题的同时，他们正在将工作扩展到与空间可持续性广泛相关的其他主题。这些问题包括干扰他们观测的碍眼太空广告和火箭再入的威胁，及弄混小行星与天上飞的特斯拉*的危险。

*据美国《天文学》杂志报道，位于美国马萨诸塞州剑桥市的哈佛史密森天体物理中心小行星中心于1月2日宣布发现了一颗不同寻常的小行星，并将其命名为 “2018 CN41”。当时发现它距离地球不到24万公里，比月球轨道还近，这种情况使它成为 “近地天体”，需要对其进行监测，以确定它是否可能撞击地球。

2023年发射的猎鹰9号上面级离轨推进时产生的电离层空洞。

图源：Stephen Hummel

再入和假小行星

在一年一度最大的天文学家研讨会、美国天文学会会议上，学会宣布通过了一项新决议，反对开发所谓的 “侵扰性太空广告”，即人造卫星从天上展示从地上可以看到的广告图像。天文学家担心这种广告会像人造卫星星座那样干扰天文观测。

这种担忧目前主要还是理论上的。美国的法律几十年来都禁止侵扰性太空广告，但美国天文学会天文学和太空环境保护委员会成员、黑暗天空咨询（Dark Sky Consulting）的约翰·巴伦廷说，他们担心俄罗斯等其他国家可能会允许这种广告。

“有理由相信全球都有人追求这类活动，”他在会议上的简报中说，“它的诱惑力太大了，很难想象没人会做来试试。”他说，美国天文学会正在敦促其他国家也沿用美国对太空广告的禁令。

虽然对太空广告的干涉还只是假设，但其他现象已经发生。有一种叫做“电离层空洞”的东西，它是火箭的上面级在执行离轨推进时排出的气与电离层相互作用、在夜空中所形成明亮红色光芒，可以持续半小时。

“这是能在夜空看到的最奇怪的东西之一，”麦克唐纳天文台*的斯蒂芬·胡默尔在会议上说。“第一次看到电离层空洞时，我想的是：啊，外星人来了。”

*麦克唐纳天文台：位于美国德克萨斯州戴维斯堡附近的天文观测站，隶属于德克萨斯大学奥斯汀分校。

麦克唐纳天文台位于德克萨斯州西部，员工们经常看到在弗罗里达州发射的猎鹰9号火箭造成的电离层空洞，他们可以看到火箭上面级在南大西洋上空再入前还剩近一圈时进行离轨推进的场面。关于它们对天文学的影响，胡默尔说：“它可能对所在天空区域的一切事物都形成相当大的影响。”

天文学家目前没有研究任何特别的行动来针对电离层空洞，相反，大家正在努力理解它。“电离层空洞难以准确地预测，”胡默尔说：“我们希望能和其他人合力做到。”

让天文学家忧心的不光是再入的火箭。去年九月，美国天文学会发表了一则关于人造卫星再入的声明，担心越来越多的人造卫星会影响大气层，因为在它们的生命尽头它们将会再入。

哈佛史密森天体物理中心的天文学家乔纳森·麦克道威尔追踪航天活动。他在会议上说到，现在的平流层气溶胶有10%是“融化成小坨的人造卫星”，而高层大气中来自人造卫星的金属则已经比来自流星的自然产物还要多了。

气辉是在行星大气层中非常弱的发射光。在地球的大气层，这种光学现象导致在背向太阳的夜空即使在排除了星光和扩散的阳光，也不会完全黑暗。金星、火星和木星大气在太阳辐射作用下发生的气辉现象称行星气辉。由火箭或飞船带到高空释放的化学物质与大气的原子分子发生化学反应或散射太阳辐射而形成的发光现象称人工气辉。

图源：国家地球系统科学数据中心

最近，学会在关注人造卫星再入的环境影响对天文学家工作的损害。声明指出地面观测受到了影响：“再入的污染可能会提升地球大气的不透明度，可能会引起提升夜空亮度的气辉，限制我们研究暗天体的能力。”

天文学家对宇宙可持续性的关心并不止步于地球大气或卫星。学会去年发表的另一则声明号召月地空间内外运作的“透明度”，号召政府和公司在除了地球轨道之外的航空旅行方面更多地共享信息。

举步维艰

尽管大家如此关心人造卫星的影响及其他宇宙可持续性的问题，转化为行动却很困难。由于缺乏信息、资金和权柄，天文学家难以说服政府机构采取行动。

关于太空问题技术和政策评估的非营利公司、航空航天公司的资深政策分析师林赛·德玛奇说：“作为政策分析师，我经常被人问：干嘛不立个法来规定人造卫星的亮度呢？”

问题就是，她说，不同的望远镜有着不同的敏感度，而要预测地上看空中的人造卫星的亮度可能很困难。

在美国，如图中所虚构的卫星广告牌是被禁止的，但大家担心这种广告某天会从其他地方上天。

图源：StartRocket

而且，在太空探索技术公司大幅降低了它们的卫星亮度时，他们也还是无法降到天文学家建议采用的亮度。

去年，科罗拉多州民主党参议员约翰·希肯卢珀和爱达荷州共和党参议员麦克·克拉波提出了一项立法建议以改进这项工作，旨在建立一个由国家标准与技术研究院监督的研究所，研究卫星开发商如何减少干扰。

德玛奇将这一研究所和全美国都有的测试机构相比：“可以把这个研究所当作一家大学、或者非盈利机构，目的是为宁静暗空取得实质的进展。”该法案没有通过，但今年可能还会再被提出。

同样，虽然天文学家和其他科学家在意人造卫星的再入对大气层的影响，研究这个课题的资金却几乎没有，而且关于谁需要资助这一研究的问题，大家都还没有共识。

“必须要有更多的研究。对这个问题我们根本还一点都不懂。”航空航天公司轨道和重返大气层碎片研究中心的执行总监、马龙·索尔格去年十二月在航空航天年度空间安全简编报告上汇报说。不过，他没有建议为再入研究提供多少资金，也没有建议由哪些机构提供这些资金。

政府机构的代表说，在现有的法律下，很难对天文学家提出的宇宙可持续性问题进行监管，并引述了最高法院去年的裁决，该裁决推翻了被给予了各机构更大监管空间的“雪佛龙尊重”。

注：“雪佛龙尊重”（Chevron deference）来源于1984年美国最高法院在Chevron v. NRDC一案中的判决。根据这一原则，当行政机构对某些法律问题做出解释时，法院会给予这些解释很大的尊重，即便法院对法律的解释有不同看法，也倾向于支持行政机构的解释。

这一原则的存在减少了法院干预行政决策的可能性，使得政府机构能够迅速实施和调整政策，而无需等待法院逐一审查和批准。例如，美国环境保护局在制定和调整排放标准时，可以依据新的科学证据和技术进行合理解释，而无需担心每次变动都会面临复杂的司法挑战。这对于快速应对环境危机、如空气污染、温室气体排放等非常重要，因此，废除这一原则可能会对环保政策的执行造成影响。2024年，美国最高法院裁定废除了这一原则。

太空商务办公室政策、宣传和国际部主任加布里埃尔·斯维尼在学会上说：“我真的觉得，这样的法律通过之后，还想要让丝毫没有心理准备的公众接受政府机构把宁静暗空这样的事情都加到自己的职权范围内，会越来越困难的。”

他和美国联邦航空局商业航天运输办公室的斯蒂芬·厄尔在同一个小组讨论会上发言，厄尔也发表了类似的观点。他说：“今天提出的很多问题都不符合联邦航空局在审查发射许可证申请时可以考虑的领域。如果立法通过了，我才能在这些领域做些事情。”

目前，宇宙可持续性保护的短期行动最有效的途径是天文学家直接和卫星发射公司合作。这类合作一直在进行中，为的是降低卫星亮度。现在又扩展到了其他领域，例如射频干扰。美国国家科学基金会去年八月发表了和太空探索技术公司的协议，合作减少星链及国资射电望远镜的干扰。

前卫星行业高管，现任美国国家电信和信息管理局太空和卫星政策高级顾问、詹妮弗·曼娜回忆道：“以前射电天文学和卫星运营商之间真的是有仇的。”最近，这种关系产生了巨变，她说：“现在大家有了真正的尊重和主观意愿，想要把事情做好。这很重要。”

本文最先发表在《太空新闻杂志》2025年2月刊，标题《清净天空》。

责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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图片来源及版权：Niveth Kumar

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