未来几年,埃隆·马斯克的私人航天公司 SpaceX 将发射数千颗小型卫星,旨在提供全球性的天基互联网服务。然而,每一次发射都让天文学家越来越担心,这个名为“星链”的卫星星座会干扰他们的望远镜研究夜空的能力。本周,俄罗斯科学院的科学家宣布,他们将向联合国表达对“星链”的担忧,据《新闻周刊》报道。
现在,NASA 的教育工作者启动了一个项目,请求公众帮助记录这些卫星条纹,作为一项长期努力的一部分,以研究这项技术将如何改变我们的夜空。任何拥有现代智能手机和三脚架的人都可以为“卫星条纹观测者”项目做出贡献。
NASA 空间科学教育联盟公民科学主任、天文学家 Sten Odenwald 说:“人们将拍摄这些‘星链’卫星条纹,我们将随着时间的推移收集大量此类档案。”“它将记录这些近地轨道卫星对我们夜空的‘退化’。”

(图片来源:Suomi NPP 卫星/NASA 地球观测站)
Suomi NPP 卫星/NASA 地球观测站
对抗光污染
几十年来,天文学家一直在与光污染作斗争。路灯、体育场馆、商业区和住宅发出的日益强烈的光线将辐射反射到夜空中,掩盖了星星的光芒。根据 2017 年的一项研究,光污染在照明区域和光线亮度方面每年增加约 2%。公众已经通过测量光污染的公民科学项目记录这些变化。
但直到最近,人们的注意力通常都集中在地面上。
随着“星链”卫星最初几次发射,情况开始发生变化。天文摄影师和业余天文学家立即注意到这些航天器划过天空。在发射后不久,当卫星仍然聚集在一起时,这些条纹尤其明显。一些观星者将其比作夜空中漂浮的“一串珍珠”。
日落之后和日出之前,许多卫星从地球上清晰可见,此时阳光会从它们的表面和太阳能电池板上反射出来。航天器离地球越近,对于仰望的人来说就越亮。
SpaceX 的卫星因其庞大的数量和低轨道而独树一帜。

60 颗“星链”卫星在进入轨道之前。(图片来源:SpaceX)
SpaceX
卫星互联网星座
为了将互联网连接信号传输回地球,其中许多卫星将拥有浅轨道。此外,还需要数千颗卫星才能提供全球覆盖。等到 SpaceX 完成部署时,该公司可能会有多达 40,000 颗新航天器在轨。他们已经宣布计划在 2020 年每隔一周发射 60 颗卫星。作为比较,目前轨道上只有略多于 2,000 颗现役卫星。SpaceX 也不是唯一一家梦想主宰卫星互联网的公司。包括亚马逊在内的少数竞争对手也打算发射自己的星座。
就 SpaceX 而言,它已经开始试验用低反射材料来涂覆卫星。然而,从工程角度来看,卫星需要反射材料来保持冷却。
“这个问题变得更糟,因为卫星在近地轨道上,”奥登瓦尔德说。“它们更亮,因为它们更低。而且因为数量如此之多,这意味着(天文学家)可能会有长达一小时的明亮条纹划过他们敏感的摄影探测器。”
这些数字才是科学家们真正担心的地方。天文学家已经将他们的望远镜移到越来越偏远的地方,以避免光污染。但他们无法避免明亮的卫星划过并破坏他们的图像。
参与其中:加入“卫星条纹观测者”项目。
手机天文学
奥登瓦尔德说,这促使他启动了“卫星条纹观测者”项目,并邀请世界各地的公民科学家用手机拍摄这些卫星的照片。
要参与其中,你需要一个非常基本的三脚架和一部相对较新的智能手机。这位资深天文学家说,他对现在智能手机拍摄的夜空图像质量感到惊叹。许多手机现在足够灵敏,可以捕捉到银河系,他甚至看到过通过将手机对着望远镜目镜拍摄的国际空间站的详细照片。
“如果你有一部新手机,它可能足以完成这项任务,其中一些手机还有夜空模式,这非常完美,”他补充道。即使是 2016 年左右的手机也应该能够在大约四秒钟内拍摄到这些卫星。
出门前,您需要掌握手机的长曝光或夜空设置。在旧款 iPhone 上,您还可以拍摄一张实况照片,并将曝光时间设置为 10 秒。这些操作与传统的单反相机不同,后者会保持快门打开以进行更长时间的曝光,但最终结果非常相似。
你还需要知道卫星何时从头顶经过。要了解这些信息,你可以访问 Heavens-Above.com 并输入你的位置。该网站会给你一份卫星列表以及它们经过你所在区域的时间。提前设置好三脚架,并将其指向你想拍摄的区域,然后等待卫星出现。要上传你的图像,只需访问“卫星条纹观测者”项目网站,并注明你的曝光时间和背景星座。
即使是使用单反相机的天文摄影师也欢迎做出贡献。他们应该使用足够宽的镜头来捕捉夜空的广阔区域,但又不能太宽以免使视场失真。大约 50 毫米的镜头应该非常完美。
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全天巡视
奥登瓦尔德说,目前还没有明确的科学终极目标。相反,他希望在五年内记录这些条纹,以便有一天,天文学家可以利用这些照片来研究卫星条纹随时间的变化。
他指出,在天文学史上,全天巡视——传统上用更大的望远镜完成——已被证明对广泛的研究至关重要。而且,这些图像证明有用的方式并非总是被收集它们的天文学家所预料到的。
“我们可能会在某个时候有 5,000 到 10,000 颗这样的卫星在近地轨道上嗡嗡作响,”奥登瓦尔德说。至少,“你可以做前后照片来展示天空比以前更恼人多少。”














