宇宙中的“黑手”

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编译：胡榕翙

校对：牧夫天文校对组

后期：王启儒

责任编辑：王启儒

2021年，摄影师在澳大利亚沙漠试图拍摄星轨，却因画面中充斥卫星轨迹而放弃原计划。他将数百张照片合成一幅图，直观呈现了SpaceX等公司发射的成千上万颗卫星，正如何悄然夺去原本绚丽的夜空。

有时人类过于超前了。我们投身于宏大的工程实验，却并未真正理解这些项目带来的长期影响。气候变化本身就是个绝佳例证——在工业革命早期，没有人意识到，一百多年后，他们内燃机的排放物会提升全球整体温度，危及数百万人的生命与生计，更不用说对我们共享这个世界的其他物种造成的影响了。根据哈佛大学萨拉塔研究所最新发布的一份报告，本世纪我们在应对另一项工程挑战时—即卫星巨型星座—似乎正重蹈覆辙。

截至一月初，轨道上运行着超过14,000颗卫星。SpaceX、蓝色起源等组织，都计划在未来数年再发射数万颗卫星。这些卫星因成本相对低廉且大规模生产，设计寿命仅为5至10年，并计划在其使用寿命结束时于大气层中烧毁。要维持如此庞大且寿命短暂的卫星群，意味着巨型星座每天将有多达23颗卫星在高层大气中燃烧。

这种做法有其充分理由——他们不希望将这些卫星遗留在轨道上，因为在那里它们可能解体，并引发一连串的卫星毁灭效应，即所谓的"凯斯勒综合征"，这可能导致我们数十年都无法进入轨道。与此同时，关于卫星离轨的规定主要关注的是地面上的人类安全。美国宇航局理所当然地不希望太空碎片击中并致人死亡成为司空见惯的事。

彭博社播客曾探讨过坠毁卫星对大气层的危害：既不能将卫星留在轨道上，也无法将其带回地面，这使得巨型星座运营商别无选择，只能让它们在大气层中烧毁。但正如我们此前报道过的，这种做法本身就会带来许多意想不到的后果。卫星含有大量对环境有害的物质，它们在大气层中燃烧时并不会凭空消失。它们会转化成颗粒物，可能无限期地停留在平流层中，而且降雨等天气现象无法将其清除。

它们在平流层中的存在本身就可能影响这些天气模式。卫星中使用的塑料和碳纤维等有机材料，燃烧时会变成一种碳烟尘。烟尘的类型至关重要，因为有些对特定类型的光具有反射性，而另一些则更容易吸收光。平流层的温度变化驱动着大气层较低处的风型，能对天气模式产生重大影响。因此，对太阳光吸收或反射量的任何改变——比如由碳烟尘引起的改变——都可能对地表天气模式产生重大且尚不为人知的影响。

卫星中另一种潜在有害物质是许多卫星外壳所使用的铝。铝本身轻便坚固，非常适合太空应用。但当它在平流层中燃烧时，它为氯与臭氧层发生反应提供了平台，可能进一步破坏臭氧层。1989年通过的《蒙特利尔议定书》旨在限制氯氟烃的排放，这些物质曾在极地上空造成臭氧层空洞。该议定书在让自然过程重建地球保护罩方面成效卓著。如今，进一步的工程实验可能延缓这种恢复，甚至可能使其逆转。

《蒙特利尔议定书》本身也是一个极好的例证，说明当科学被充分理解且政策设计得当，有效的监管如何能够解决这类工程挑战。不幸的是，对于卫星在大气层中烧毁的影响，目前这两点都尚未实现。我们需要更好地理解这些离轨事件对环境造成的直接影响。我们也需要权衡利弊：是冒着将我们自己完全锁死在太空之外的风险将其留在轨道上，还是可能对地面人员和基础设施造成损害。

科学是我们理解这些权衡取舍的途径，而卫星巨型星座的指数级增长尚处于早期阶段。需要进行更多研究，且越快越好，因为气候方面的早期迹象并不乐观。既然我们刚刚步入卫星巨型星座时代，我们越早把握其对环境的影响，结果就会越好。

——The End——

『天文湿刻』 牧夫出品

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