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涨姿势 1小时前

第一面镜子,今年就上天

@Steed 的围脖:美国一家叫 Reflect Orbital 的创业公司,想出了一门新生意:往天上发一批巨大的镜面卫星,夜里把阳光反射回地面,照到地上的光斑至少 5 公里宽,谁付钱就照谁。第一颗原型星今年就要上天,公司计划到 2035 年扩充到 5 万颗。

这些镜子会成为有史以来最亮的人造卫星。站在光束里抬头看,那颗卫星比满月还亮 4 倍。就算光束没对着你,每一面镜子也亮得和金星差不多,而金星是整个夜空里除月亮外最亮的天体。

而这 5 万面镜子,只是目前排队等着上天的 170 多万颗卫星里的一小部分。SpaceX 申请再发 100 万颗卫星,在轨道上搭建太空数据中心;E-Space 和中国的几个星座计划又要添几十万颗。作为对比,现在天上总共才 1.4 万多颗卫星,绝大多数是 2019 年之后发射的,以星链为主。170 万,是当前数量的 120 倍。

欧洲南方天文台(ESO)的天文学家 Olivier Hainaut 把这些计划全部塞进模型,模拟每一颗卫星的位置、运动和亮度,得出的结论是:这批卫星要是全部上天,对天文学是毁灭性的。这项研究已被《天文学与天体物理学》接收。

问题出在太阳身上。卫星自己不发光,但只要被太阳照到,就比遥远的星系亮得多。一颗卫星从望远镜视野里划过,会在照片上留下一道亮线,把背后的目标整个抹掉。按 SpaceX 的百万卫星计划,智利甚大望远镜入夜两小时后拍的每张照片上都会出现几十道这样的亮线,最多 28% 的视野报废。

这还是假设卫星都足够暗、肉眼看不见。只要再亮一点,美国鲁宾天文台那种超大视场相机,每晚会有好几个小时,拍出来的图像大都作废。至于 Reflect Orbital 的镜子,一面划过就能毁掉一次拍摄;等 5 万面全部就位,只要它们还被太阳照着,这种相机就拍一张废一张。

更麻烦的是,卫星毁掉的不只是被划过的那些照片。暗卫星数量一多,会给整个夜空蒙上一层漫射的光雾;亮卫星的光穿过大气时,又会向四面八方散射。两样叠加,整个天空都会变亮。Hainaut 算出,5 万颗镜子卫星入轨后,夜空整体最多会亮 3 到 4 倍。他这项研究,也是第一项把卫星对夜空背景亮度的影响完整算清楚的工作。

天文观测干的活,本质上是从黑暗里抠出极其微弱的光:几十亿光年外的星系,别的恒星旁边的类地行星,还有可能撞向地球的小行星。天空亮 3 倍,这些目标就沉进背景里捞不出来了。

普通人同样逃不掉。模拟显示,到时候夜里大部分时间,天上都飘着几百颗肉眼可见的卫星,某些时刻多达几千颗,跟好天气下肉眼能看到的恒星数量相当。在慕尼黑这种光污染严重的大城市,夜空中唯一能看见的 " 星星 ",将全部是卫星。

Hainaut 给出的安全线是:全球在轨卫星总数控制在 10 万颗以内,并且每一颗都得暗于 7 等。视星等是天文学衡量亮度的单位,数字越大越暗,6 等上下是肉眼的极限,7 等意味着暗到肉眼看不见。他说这不是一条死线:" 不是说 99999 颗就好、100001 颗就坏。要我选,我当然更想要 5 万颗。" 控制在 10 万颗,天文观测的损失大致相当于设备故障之类的正常技术损耗,还扛得住。但只要其中一部分卫星亮过肉眼可见的门槛,总数就得压到低得多才行。

球现在踢到了监管方脚下。SpaceX 和 Reflect Orbital 都已向美国联邦通信委员会(FCC)提交了发射申请,ESO 则联合英国皇家天文学会和国际天文学联合会,把这项研究写成意见递了上去。

批还是不批,没人知道。确定的只有一件事:第一面镜子,今年就上天。

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