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衛(wèi)星太多，電磁輻射殃及射電天文學(xué)

時間: 2020年10月13日 | 作者: Admin | 來源: 中國科學(xué)報

一些公司計劃發(fā)射成千上萬的衛(wèi)星到軌道上，這不僅會帶來光污染，還會干擾射電天文學(xué)的研究環(huán)境。

（圖片來源：ESA-SCIENCE OFFICE）

　　太空中的衛(wèi)星會影響望遠(yuǎn)鏡觀測環(huán)境，大量發(fā)射衛(wèi)星的做法已經(jīng)引起光學(xué)天文學(xué)家的不滿。如今，射電天文學(xué)家也開始擔(dān)憂。10月，下一代巨型射電望遠(yuǎn)鏡陣——平方千米陣（SKA）團隊發(fā)布了一項報告，分析了星鏈計劃等向空中發(fā)射大量衛(wèi)星的做法可能產(chǎn)生的影響。

　　射電望遠(yuǎn)鏡的正常運行需要其處在無線電靜區(qū)。以SKA為例，其建成后將成為世界上最大的射電天文臺，投入運行時，天文臺方圓十萬平方公里內(nèi)將嚴(yán)禁使用手機。

　　但即便如此，望遠(yuǎn)鏡仍會受到干擾。按太空公司SpaceX的星鏈計劃，超過一萬顆衛(wèi)星得到了發(fā)射許可，目前已有上百顆衛(wèi)星成功發(fā)射。這些衛(wèi)星將在空中組網(wǎng)，為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，也會讓太空布滿無線電信號。

　　這些衛(wèi)星會導(dǎo)致光電天文學(xué)家的望遠(yuǎn)鏡視場中出現(xiàn)許多明亮的條紋，也會影響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(wèi)星會占用10.7-12.1兆赫茲波段，這與SKA南非天文臺的7個觀測波段之一相重合。報告還分析了6400顆衛(wèi)星可能產(chǎn)生的影響，包括主瓣波束和旁瓣波束。

　　這些衛(wèi)星的信號傳輸將導(dǎo)致下行鏈路波段喪失70%的靈敏度，若空中的組網(wǎng)衛(wèi)星達(dá)到10萬個，天文臺將徹底無法使用與衛(wèi)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于探測遙遠(yuǎn)星系中的水分子痕跡，這是宇宙學(xué)研究中用于探尋暗物質(zhì)如何加速宇宙膨脹的關(guān)鍵標(biāo)記。

　　目前，聯(lián)合國外層空間事務(wù)廳（UNOOSA）已經(jīng)就SKA發(fā)布的報告展開討論，討論內(nèi)容包括如何避免衛(wèi)星帶來的光污染和電磁輻射。一些窄頻帶長期以來受到國際電信聯(lián)盟的保護(hù)，建立無線電靜區(qū)、在偏遠(yuǎn)地區(qū)架設(shè)望遠(yuǎn)鏡也是規(guī)避手段。

　　但當(dāng)衛(wèi)星飛過望遠(yuǎn)鏡上空時，仍然會產(chǎn)生干擾。射電天文學(xué)家希望衛(wèi)星運營商飛過天文臺上空時能關(guān)閉發(fā)射機、移到其他頻段或面向遠(yuǎn)方。SpaceX也正與射電天文學(xué)家溝通，討論實時協(xié)調(diào)等方案。

　　參與UNOOSA討論的科學(xué)家則希望，未來的低軌衛(wèi)星設(shè)計可以避免向射電望遠(yuǎn)鏡和無線電靜區(qū)發(fā)射波束，旁瓣泄漏也可得到控制。這些建議將于明年由一系列聯(lián)合國小組委員會展開進(jìn)一步討論。