在现代科技迅猛发展的推动下,卫星数量在过去几年中呈现爆发式增长。当前,绕地球轨道运行的活跃卫星数量已超过一万二千颗,几乎在三年内翻了一番。这一趋势给天文学家们带来了前所未有的挑战,他们观测宇宙时,频繁出现卫星划过天空的光迹,严重干扰了专业的天文影像和公众的夜空观测体验。虽然科技进步使得卫星发射成本大幅下降,但伴随而来的夜空污染问题日益突出,卫星公司的应对态度及行业监管成为公众和业界关注的焦点。根据最近发表在预印本服务器arXiv上的一篇研究论文,几乎所有卫星星座的亮度都超过了国际天文学联合会(IAU)暗夜保护中心(CPS)所建议的极限标准。该中心建议,覆盖在低于550公里轨道高度的卫星,其亮度应不超过+7星等,以避免对专业天文观测造成干扰,同时公众在肉眼观星时也不会被明显影响。
然而,研究显示,除了伦敦的OneWeb公司勉强符合指南标准外,几乎所有其他公司都远远超出了该亮度限制。特别是德克萨斯初创企业AST SpaceMobile,其拥有庞大的BlueWalker卫星群,这些卫星的平均亮度高达+3.3星等,甚至能够击败夜空中大多数天体的亮度。BlueWalker卫星拥有世界上最大低地球轨道通信阵列,超过693平方英尺的面积使其对太阳光的反射极为显眼。此外,AST SpaceMobile计划部署规模达100颗卫星的星座,其未来可能对夜空产生更大影响。与此同时,最受关注的卫星星座之一来自SpaceX的Starlink项目。该星座目前拥有超过八千颗卫星,规模庞大,且初期卫星亮度约为+3星等,对天文观测产生巨大干扰。
由于严重扰乱了多组望远镜拍摄出的宇宙图像,SpaceX被迫采取措施改进设计以降低卫星反射光,成功将部分新一代Starlink卫星的亮度降低至+5至+6星等区间。然而,最新一代Starlink Minis卫星体积加大,因此即便轨道高度降低到约450公里,其平均亮度仍较上一代更高。天文学界对这种因轨道高度降低而带来反射光增强的趋势表示极大担忧。此类设计上的矛盾折射出行业在平衡技术性能与环保责任之间的艰难取舍。相较之下,英国OneWeb公司采用较高轨道(745公里)部署其卫星星座,卫星数量为652颗,平均亮度约为+7.85星等,基本符合国际天文学联合会制定的标注亮度限制。OneWeb的做法被视为行业内对维护暗夜环境较为友好的实践案例。
国际天文学联合会自2022年设立暗夜保护中心以来,致力于倡导各国政府和行业采取更多约束性措施,以防止卫星光污染日益严重。尽管目前缺乏强制性法规,CPS提出了专业和公众观测的亮度建议标准,希望引导企业自律。然而,卫星行业的快速扩张及巨大利益诱惑,使得众多企业对此置若罔闻,缺乏足够响应和配合。此一现状使天文学家和环境保护人士呼吁必须尽快出台行业监管规章,通过法律手段确保卫星星座的光学影响降至最低,保护珍贵的夜空资源。夜空不仅是人类探索宇宙的窗口,更是数千年来文化和科学积淀的象征。现代卫星通讯和互联网服务的普及固然带来便捷,但若无节制地扩充卫星数量并增加可见光污染,将严重损害地面天文台的科研效率,影响气候变化研究、宇宙深空探测等多领域进展。
更为广泛而言,夜空的亮度过度增加破坏了生态系统中依赖自然暗夜环境的生物钟,影响动植物的生存和行为模式。作为社会整体,必须正视卫星光污染这一新兴但日益紧迫的发展问题。应加强国际合作,制定逐步性减缓措施,从设计、发射、轨道选择、表面材料反射率控制等方面入手,实行科学合理的限制标准。同时利用人工智能、光学涂层、卫星姿态优化等技术创新,最大限度降低人造卫星对夜空的负面影响。公众的支持和呼声也极为重要,唤醒更多人关注暗夜保护不仅关乎自然美学体验,更关系到人类科学发展和生态平衡的长远利益。卫星星座的发展带来前所未有的通信便利和经济利益,但如果忽略了环境协调和天文观测的声誉资源,将为未来人类活动在太空留下难以逆转的阴影。
只有在科研机构、政府监管部门、卫星企业及社会公众多方协同努力下,才有机会实现技术进步与环境保护的双赢,守护属于全人类的美丽夜空。由此可见,卫星产业的快速发展必须融入可持续发展的理念,否则科技繁荣终将被自身制造的暗夜"灯光污染"所掩盖。 。
