天文科普:衛星太多,電磁輻射殃及射電天文學
發布時間:2020-10-13
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一些公司計劃發射成千上萬的衛星到軌道上,這不僅會帶來光汙染,還會幹擾射電天文學的研究環境。

 

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(圖片來源:ESA-SCIENCE OFFICE)

 

  太空中的衛星會(hui) 影響望遠鏡觀測環境,大量發射衛星的做法已經引起光學天文學家的不滿。如今,射電天文學家也開始擔憂。10月,下一代巨型射電望遠鏡陣——平方千米陣(SKA)團隊發布了一項報告,分析了星鏈計劃等向空中發射大量衛星的做法可能產(chan) 生的影響。

 

  射電望遠鏡的正常運行需要其處在無線電靜區。以SKA為(wei) 例,其建成後將成為(wei) 世界上最大的射電天文台,投入運行時,天文台方圓十萬(wan) 平方公裏內(nei) 將嚴(yan) 禁使用手機。

 

  但即便如此,望遠鏡仍會(hui) 受到幹擾。按太空公司SpaceX的星鏈計劃,超過一萬(wan) 顆衛星得到了發射許可,目前已有上百顆衛星成功發射。這些衛星將在空中組網,為(wei) 偏遠地區提供互聯網服務,也會(hui) 讓太空布滿無線電信號。

 

  這些衛星會(hui) 導致光電天文學家的望遠鏡視場中出現許多明亮的條紋,也會(hui) 影響SKA的射電波段,妨礙研究者尋找宇宙中的有機分子。

 

  SKA的報告指出,星鏈計劃中的衛星會(hui) 占用10.7-12.1兆赫茲(zi) 波段,這與(yu) SKA南非天文台的7個(ge) 觀測波段之一相重合。報告還分析了6400顆衛星可能產(chan) 生的影響,包括主瓣波束和旁瓣波束。

 

  這些衛星的信號傳(chuan) 輸將導致下行鏈路波段喪(sang) 失70%的靈敏度,若空中的組網衛星達到10萬(wan) 個(ge) ,天文台將徹底無法使用與(yu) 衛星重合的波段,也無法探測到氨基酸、甘氨酸等最基本的分子。這一波段還可能被用於(yu) 探測遙遠星係中的水分子痕跡,這是宇宙學研究中用於(yu) 探尋暗物質如何加速宇宙膨脹的關(guan) 鍵標記。

 

  目前,聯合國外層空間事務廳(UNOOSA)已經就SKA發布的報告展開討論,討論內(nei) 容包括如何避免衛星帶來的光汙染和電磁輻射。一些窄頻帶長期以來受到國際電信聯盟的保護,建立無線電靜區、在偏遠地區架設望遠鏡也是規避手段。

 

  但當衛星飛過望遠鏡上空時,仍然會(hui) 產(chan) 生幹擾。射電天文學家希望衛星運營商飛過天文台上空時能關(guan) 閉發射機、移到其他頻段或麵向遠方。SpaceX也正與(yu) 射電天文學家溝通,討論實時協調等方案。

 

  參與(yu) UNOOSA討論的科學家則希望,未來的低軌衛星設計可以避免向射電望遠鏡和無線電靜區發射波束,旁瓣泄漏也可得到控製。這些建議將於(yu) 明年由一係列聯合國小組委員會(hui) 展開進一步討論。

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