一项新研究警告称，计划发射超过 170 万颗卫星，特别是那些极其明亮的卫星，将对天文学造成“毁灭性后果”。研究指出，为了保护现代望远镜的观测能力，地球轨道上的卫星总数不应超过 10 万颗，且其亮度需低于肉眼可见的水平。这些大规模卫星星座不仅使夜空变得更亮，从而威胁天文学，还引发了对其健康和环境影响的担忧。
日益严峻的卫星问题
自 2019 年以来，地球轨道上的卫星数量已激增至超过 14,000 颗，其中以 SpaceX 的星链（Starlink）通信卫星为主。未来的卫星发射计划在数量和潜在影响上都急剧升级。
“直到现在我们还能应对，但情况正变得越来越糟。”
尽管像 SpaceX 这样的公司已采取措施降低卫星亮度，但新的发射提议正“超越”天文学所能承受的极限。
超越极限的提议
多个公司的庞大计划正将夜空推向危机边缘。
- SpaceX: 计划再发射 100 万颗卫星，用于构建天基数据中心。这将导致在每个夜晚的大部分时间里，天空中都会有数百颗卫星可见，特定时段甚至多达数千颗，与良好条件下肉眼可见的恒星数量相当。
- E-Space 和中国: E-Space 的 Cinnamon 星座以及中国的 CTC-1 和 CTC-2 星座计划将再增加数十万颗卫星。
- Reflect Orbital: 这家美国初创公司计划发射一个由 5 万颗 巨大的镜面卫星组成的星座，旨在夜间反射太阳光为地面提供照明。这些卫星将是有史以来最亮的在轨物体，对黑暗的夜空造成毁灭性破坏。
反射卫星的极端影响
Reflect Orbital 的计划尤其令人担忧。即使其光束不直接对准观测者，每颗卫星的亮度也堪比金星。
从像慕尼黑这样光污染严重的城市看，这数百颗卫星将是夜空中唯一可见的“星星”。
如果观测者恰好位于其反射光束内，这颗卫星的亮度将是 满月的四倍。这些提案的综合影响将极大地增亮夜空，严重阻碍人类观测遥远星系、类地行星甚至对地球有潜在威胁的小行星。
卫星如何破坏天文观测
卫星对天文学的破坏主要通过两种方式：
- 明亮轨迹: 卫星飞过望远镜视场时，会在图像上留下一道明亮的条纹，彻底覆盖其后方的天体。模拟显示，在某些情况下，多达 28% 的视场会因此损失。对于某些高灵敏度相机，一颗明亮的卫星轨迹甚至可能导致整张图像报废。
- 背景天空增亮: 即便卫星本身太暗而无法直接看到，它们也会产生一层“漫射”光，使整个天空背景变亮。明亮卫星的光线在穿过大气层时还会被“散射”，进一步加剧光污染。Reflect Orbital 的完整星座可能使整个夜空的亮度 增加三到四倍。
保护夜空的必要限制
研究的结论是，为避免灾难性后果，必须对卫星数量和亮度进行严格限制。
- 数量上限: 现有和未来卫星的总数应限制在 100,000 颗 以内。
- 亮度限制: 所有卫星的亮度必须低于肉眼可见的阈值（视星等 7 以下）。如果卫星过亮，总数限制必须大幅降低。
“这不是一个硬性数字，比如 99,999 是好的，100,001 就是坏的：显然我更倾向于 50,000 颗。但 100,000 颗造成的损失与其他技术故障（如设备故障）的水平大致相当。”
迫在眉睫的监管挑战
SpaceX 和 Reflect Orbital 都已向美国联邦通信委员会 (FCC) 提交了发射许可申请。作为回应，欧洲南方天文台 (ESO) 与其他天文学组织共同提交了基于此项研究的意见。
- Reflect Orbital 的申请收到了超过 1800 条评论。
- SpaceX 的申请收到了近 1500 条评论。
对于光学天文学而言，这是一个 “生存威胁”，天文学界希望监管机构能够认识到问题的严重性并采取行动。
超越天文学的广泛影响
大规模卫星星座的影响远不止天文学领域。
- 生态与健康: 极亮的卫星星座会干扰生物钟和生态系统，影响地球上的生命。
- 大气污染: 维持数千颗卫星所需的大量发射，以及它们在寿命结束时重返大气层燃烧，都会造成空气污染。
低地球轨道是一项宝贵的资源，它为现代生活提供了从全球连接到探索宇宙的巨大价值。我们必须管理好巨型星座的足迹，确保这一资源能够为子孙后代保持纯净和可用。