随着大量人造卫星的发射，哈勃等轨道望远镜的观测正受到日益严重的光污染。卫星反射的光线在天文照片上形成明亮的条纹，可能导致未来十年哈勃望远镜近 40% 的图像受损。这种干扰不仅会遮蔽星系的细节，还可能严重影响科学家发现小行星和系外行星的能力。对此，研究人员呼吁通过设计更暗的卫星、优化轨道以及加强国际协调来解决这一问题，以实现天文观测与卫星通信的可持续共存。
一个日益严重的问题
根据美国国家航空航天局（NASA）研究人员发表在《自然》杂志上的一项研究，卫星光轨污染问题正变得越来越普遍。廉价的发射成本和星链（Starlink）等电信卫星的普及，为太空探索带来了新的挑战。
- 问题规模惊人： 地球轨道上的卫星数量从 2019 年的 5,000 颗增加到今天的超过 15,800 颗。如果未来十年的发射计划全部实施，这个数字可能高达 560,000 颗。
- 影响预测： 随着太空变得拥挤，哈勃望远镜每次曝光可能平均捕捉到 2.14 颗卫星。而视场更宽的中国空间站巡天望远镜（CSST）每次曝光则可能看到多达 92 颗卫星。
NASA 研究科学家及该研究的主要作者亚历杭德罗·博尔拉夫（Alejandro Borlaff）表示：“我的职业生涯一直致力于让望远镜看得更好……但我们第一次发现，未来情况实际上可能会变得更糟。”
光污染如何影响科学观测
问题的核心在于，卫星反射了来自太阳、月亮或地球的光线，其亮度足以在天文图像中形成明亮的光轨。这些光轨会遮蔽原本可以被捕捉到的重要细节。
这不仅仅是在美丽的星云或遥远行星的照片中多出几道条纹那么简单。它直接威胁到科学发现。
- 信息丢失： 当一颗卫星从望远镜前方飞过时，它反射的光线会覆盖背景中的天体。
- 阻碍发现： 研究人员可能会因此错过恒星亮度的微小变化，而这种变化恰恰是发现系外行星的关键信号。正如博尔拉夫所解释的：“因为一颗卫星从你面前经过，你就会丢失那些信息。”
幸运的是，包括詹姆斯·韦伯太空望远镜在内的一些强大望远镜，因其轨道距离地球足够远，可以避免来自卫星的光污染。
寻找解决方案
研究人员强调，必须在轨道变得过于拥挤之前找到解决方案。目前正在探索多种方法，但每种方法都有其挑战。
- 设计更暗的卫星： 减少卫星的反射率是一个方向，但这会使卫星吸收更多热量，从而以红外光的形式辐射更多能量，带来新的问题。
- 规避观测： 尝试在卫星较少的时间和位置进行拍摄，但随着卫星数量的激增，这种策略将越来越难实现。
- 加强国际协调： 最有效的途径是与发射卫星的公司和政府进行协调。
“必须找到一种优化星座和空间望远镜布局的最佳方式……这样我们才能以可持续的方式共存。”
可能的协调措施包括将卫星部署在低于望远镜的轨道，或对它们的部署区域进行规范，以避免遮挡望远镜的视野。