低軌衛星 星空殺手

地球軌道上的人造衛星越來越多，亮度往往超過遠方的恆星，科學家憂心，任何人都阻擋不了這種發展。

撰文/波以耳(Rebecca Boyle)
翻譯/甘錫安

日前，魯賓天文台(Vera C. Rubin Observatory)的一場籌備會議結束後，美國加州拉斯昆布瑞天文台的天文學家斯特里特(Rachel Street)憂心極了。這座正在智利建造的新望遠鏡，每三天可拍攝整個天空一次，觀測能力足以看到與月球同樣遠的一顆高爾夫球。所執行的「時空遺跡巡天」(Legacy Survey of Space and Time)計畫將測繪銀河系，詳細記錄太陽系天體，並探究宇宙各處的神秘閃光、碰撞和光點。但如果天空中滿是人造衛星，這座望遠鏡可能永遠無法達成目標。

太空探索科技公司(SpaceX)的星鏈(Starlink)這類新型「衛星星座」(satellite constellation)的亮度，會遮掩天文學家感興趣、人類自古以來讚歎又好奇的真實天體。斯特里特說:「這類會議的主題是說明衛星星座 造成的影響，我參加越多的會議，對天文學的未來就越感到憂心。」一位天文學家提議把望遠鏡的觀測排程提前，她心裡冒出一個不祥的念頭。她的同事正在討論趁早進行基本觀測工作，因為某個時間之後就可能沒辦法觀測。斯特里特回想:「這讓我感到背脊發涼。」

天文學首當其衝

地球的低軌道中有許多無線電通訊衛星星座，人造衛星閃閃發亮的太陽能板和無線電干擾會掩蓋許多天體，因此天文學家正在思考如何在這類狀況下繼續進行研究。 魯賓天文台研究團隊和美國政府責任署(GAO)近來發表的報告提到一種嚴峻狀況，而天文學是首先直接遭受衝擊的科學。天文學家表示，如果放任不管，衛星星座不僅將危害魯賓天文台的未來，也將妨礙絕大多數以可見光觀測宇宙的研究工作。哈佛史密森尼天文物理中心的天文學家麥道威爾(Jonathan McDowell)持續關注人造衛星，他說:「現在狀況介於非常不好到糟糕之 間。」嚴峻程度取決於未來幾年內發射的衛星數量，以及這些衛星的亮度。「幾千枚衛星已經很令人頭痛，數十萬枚衛星將會對地面天文學研究造成危害。」

望遠鏡計畫管理人員正在調整觀測排程計畫，避開新的衛星星座，但低軌道中的衛星數量不斷增加，使這個原本就極度困難的調整變得不可能。天文學家正在嘗試撰寫軟體，除去全天影像中衛星劃過的明亮條痕。 但如果規劃中的最新衛星後續逐步進入軌道，它們的亮度將足以危害望遠鏡相機的電子裝置。研究黑洞碰撞和小行星逼近地球等各種現象的學者，擔憂研究工作將無法持續。天文學家談論衛星星座時，用詞越來越憂心。美國加州大學戴維斯分校天文學家兼魯賓天文台科學總監泰森(Anthony Tyson)說:「電影『四眼天雞』 (Chicken Little)裡的主角雞小弟遭橡實打到頭，就說天快塌下來，我認為現在不只是一顆橡實，而是天真的要塌了。」但如果要提出警告，「現在已經錯過最佳時機，甚至可說是為時已晚。」

史上第一枚人造衛星是前蘇聯於1957 年10 月發射升空的史波尼克一號(Sputnik 1)，現今地球軌道上任 何時刻的衛星數量都多過 5400 枚。依據科學家關懷聯盟建置的資料庫，這些衛星有一半以上屬於美國企業或政府機構，大多數位於低軌道，與地面相距不到 2000 公里。包括國際太空站(ISS)在內的這些衛星，分別是每 1.5 小時左右繞行地球一圈。

2019 年 5 月起，SpaceX 開始在這些軌道面佈放數百枚星鏈衛星，用於傳輸網際網路和行動電話的訊號到達全球各處。依據麥道威爾的記錄，在去年12 月，繞 行地球的衛星中有 3268 枚是星鏈，超過總數的一半。 這些衛星大批發射升空，以稱為「星座」的特定隊形繞 行地球，藉以協同運作。人造衛星的數量和亮度都對天文學研究造成問題，發射升空之後相當醒目，在昏暗天空中閃閃發亮，就像一列炫目的小火車。對望遠鏡的數位相機而言，這些衛星的軌跡看來就像明亮條痕，掩蓋恆星和其他天體，導致影像中的某些區塊過度曝光。 泰森說:「這就像車輛行駛在路上，透過擋風玻璃向外看，有一輛對向的車子開著車燈。我們不只會看不到車燈周圍的事物，而是整個視野都看不清楚，眼睛也承受過度光量。」......

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