BlueWalker 3衛(wèi)星的圖像。(圖片鳴謝:uux.cn/邁克爾·楚克蘭)
（神秘的正式中最地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（莫尼莎·拉維塞蒂）：周一(10月2日)，國際天文學(xué)聯(lián)合會的天空科學(xué)家宣布，夜空中可見的衛(wèi)星物體最亮物體之一不是恒星或行星，而是正式中最BlueWalker 3原型衛(wèi)星。
“對于世界各地的天空許多天空觀測者來說，這是衛(wèi)星物體不可接受的亮度，”Meredith Rawls告訴Space.com，正式中最他是天空該發(fā)現(xiàn)論文的合著者，也是衛(wèi)星物體IAU保護(hù)黑暗安靜天空免受衛(wèi)星星座干擾中心(IAU CPS)的成員。
作為AST SpaceMobile公司開發(fā)的正式中最雄心勃勃的5G通信系統(tǒng)的一部分，BlueWalker 3從我們在地球上的天空有利位置看起來非常明亮，因為除了運(yùn)載火箭適配器(LVA)，衛(wèi)星物體它還擁有一個被稱為相控陣天線的正式中最巨大結(jié)構(gòu)。事實上，天空BlueWalker 3被認(rèn)為是有史以來部署到低地球軌道的最大的商業(yè)天線系統(tǒng)；它于2022年9月在那里發(fā)射。
這個陣列占據(jù)了大約64平方米(689平方英尺)的空間——因為這些面板是反射性的，所以BlueWalker 3幾乎就像一面巨大的鏡子，不斷地將陽光反射到我們的眼睛。
這面鏡子可能很快就會有同伴了。AST表示，它設(shè)想在不久的將來大約有90顆類似的衛(wèi)星漫游天空，形成專家所說的“衛(wèi)星星座”，盡管AST發(fā)言人告訴Space.com，相比之下，其他這樣的星座預(yù)計需要數(shù)千顆衛(wèi)星來實現(xiàn)其覆蓋目標(biāo)。
“我們正在建設(shè)第一個也是唯一一個基于空間的蜂窩寬帶網(wǎng)絡(luò)，旨在無縫連接日常智能手機(jī)，”AST發(fā)言人告訴Space.com。“通過連接人們，我們的目標(biāo)是減輕貧困，刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展，培育多元化的數(shù)字社會和拯救生命。”
然而，自然地，這個超亮衛(wèi)星原型開啟了一扇大門，讓人們擔(dān)心我們的夜空是否正在被太多的人造恒星所散落——特別是因為這不是一個孤立的情況。例如，SpaceX的Starlink衛(wèi)星已經(jīng)引發(fā)了類似的討論。這樣的未來不僅對觀星者來說是可怕的，而且對天文學(xué)家的工作也構(gòu)成了威脅。
這是因為過度的、人為的天空亮度直接影響了天文觀測，包括無線電和光學(xué)觀測。
“這顆衛(wèi)星是在沒有太多考慮其對天文學(xué)的影響的情況下發(fā)射的，”該研究的合著者、IAU CPS成員齊格弗里德·埃格爾告訴Space.com。“IAU CPS試圖改變這種情況，并與航天工業(yè)合作解決問題。”
特別是，天文學(xué)家擔(dān)心BlueWalker 3將如何影響在黃昏時間進(jìn)行的研究。
“這些觀測面向內(nèi)太陽系，因此需要太陽在地平線以下，”該研究的合著者、IAU CPS成員杰里米·特雷格洛恩-里德告訴Space.com。“其中一種類型的觀測尋找近地物體，并對可能與地球發(fā)生碰撞的小行星發(fā)出預(yù)警。因此，這些衛(wèi)星可能會阻礙任何早期預(yù)警的嘗試，從而阻止我們保護(hù)自己免受滅絕級別的影響。”
他們中最聰明的
BlueWalker 3衛(wèi)星部署在地球上，AST SpaceMobile的工作人員在一個干凈的房間里圍繞著它(圖片來源:uux.cn/SpaceX)
盡管所有衛(wèi)星都反射陽光，并有可能造成破壞，包括目前在地球低軌道上閃耀的數(shù)千顆Starlink互聯(lián)網(wǎng)連接衛(wèi)星(還會有更多)以及在該地區(qū)擁有600多顆衛(wèi)星的OneWeb endeavor，“BlueWalker 3是所有衛(wèi)星中最亮的，”羅爾斯說，“亮得多。”
“好消息是，”她繼續(xù)說，“天文學(xué)家已經(jīng)與這些公司建立了對話，在減緩變暗方面取得了重大進(jìn)展，并且與國家科學(xué)基金會達(dá)成了新的協(xié)調(diào)協(xié)議。”
但是天文學(xué)家認(rèn)為，整個行業(yè)還需要做更多的工作。“在SpaceX和Starlink星座的情況下，每個人都被它們的亮度所震驚，”Tregloan-Reed說。“三年后，在許多媒體報道了這種低地球軌道星座的亮度及其對夜空的影響后，我們看到像亞馬遜·柯伊伯這樣的公司正在開發(fā)緩解設(shè)計，并在發(fā)射前與天文學(xué)家合作，而像AST SpaceMobile這樣的其他公司似乎將亮度問題視為事后想法。”
AST的發(fā)言人確實指出，該公司意識到了BlueWalker 3的亮度問題，并正在努力通過采用一系列策略來解決這些問題，包括與美國宇航局和其他天文學(xué)團(tuán)體合作，將網(wǎng)關(guān)天線放置在距離對天文學(xué)至關(guān)重要的無線電安靜區(qū)相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，以及使用滾轉(zhuǎn)傾斜飛行動作來減少視星等。
根據(jù)發(fā)言人的說法，AST還打算為其下一代衛(wèi)星配備抗反射材料，并分享詳細(xì)的位置數(shù)據(jù)，以幫助天文學(xué)家規(guī)劃他們的觀測。然而，羅爾斯建議應(yīng)該制定更明確的法規(guī)，因為與國家科學(xué)基金會的協(xié)調(diào)只適用于美國本土的發(fā)射。
她說，任何一家公司可以發(fā)射或運(yùn)營多少顆衛(wèi)星，實際上也沒有限制。
超越群星
藍(lán)行者3號飛過亞利桑那州的基特峰國家天文臺。(圖片鳴謝:uux.cn/KPNO/努爾拉布/IAU/斯考/NSF/奧拉/R .斯帕克斯)
為了得出BlueWalker 3對天文學(xué)和夜空可見性的影響的結(jié)論，研究人員開展了一項國際活動，從世界各地的業(yè)余和專業(yè)天文學(xué)家那里收集天空觀測數(shù)據(jù)。這包括美國、摩洛哥、智利、新西蘭、墨西哥和荷蘭的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。根據(jù)這項研究，在BlueWalker 3發(fā)射前進(jìn)行的視覺觀察確實表明衛(wèi)星將“特別明亮”，但直到部署后，科學(xué)家們才能真正看到影響。
一旦BlueWalker 3的天線陣列在太空中完全展開，其亮度達(dá)到約0.4的峰值。在這個有著數(shù)百年歷史的星等系統(tǒng)中，較小的數(shù)字比較大的數(shù)字更亮——0級天體比5級天體亮100倍。超級明亮的物體甚至可以進(jìn)入底片(滿月的星等約為-12.6，而太陽的亮度約為-27)。
該研究稱，作為背景，我們在太空中可以看到的大多數(shù)衛(wèi)星星座的星等都在4到6級之間，將BlueWalker 3的星等0.4級比作南河座和黃河座。我們在地球上看到的這些星體分別是小犬座和波江座中最亮的恒星。
除了巨大的天線陣列，甚至衛(wèi)星的運(yùn)載火箭適配器本身似乎也達(dá)到了約5.5級的亮度，該團(tuán)隊表示，這比當(dāng)前國際天文學(xué)聯(lián)盟推薦的7級亮度高4倍。在某種程度上，這個建議是基于一個亮度水平，預(yù)計當(dāng)維拉c .魯賓天文臺的LSSTCamera明年開始對南方天空進(jìn)行長達(dá)十年的調(diào)查時，這個亮度水平對觀測來說尤其具有挑戰(zhàn)性。
Tregloan-Reed說:“低于這一限制將允許使用人工智能等軟件從圖像中刪除衛(wèi)星，同時恢復(fù)下面的天文數(shù)據(jù)，或者至少掩蓋受影響的像素。”“超過這個限制意味著衛(wèi)星很可能會使像素飽和，從而無法恢復(fù)衛(wèi)星下面的數(shù)據(jù)。”
BlueWalker 3比那個目標(biāo)亮400多倍。
“目前，基本上所有的星座衛(wèi)星都比IAU設(shè)定的7等建議亮度更亮，”Eggl說。“所以，從某種意義上來說，它們都令人不安。它們對天空亮度的綜合影響是另一個問題。”
例如，Starlink衛(wèi)星的亮度只有BlueWalker 3的大約0.7%(是的，它們在夜空中仍然可以用肉眼看到)，但SpaceX希望創(chuàng)建一個由大約4萬顆衛(wèi)星組成的星座，Tregloan-Reed說:“整體影響，特別是對天空輝光的影響，令人擔(dān)憂。”
現(xiàn)在我們該怎么辦？
最終，該團(tuán)隊的工作目標(biāo)是引起對這個問題的關(guān)注，以鼓勵科學(xué)家和衛(wèi)星工程師思考如何保護(hù)我們的黑暗天空。
該小組說，衛(wèi)星制造商應(yīng)該找到減輕這些模塊在低地球軌道上發(fā)出的亮度的方法，但望遠(yuǎn)鏡設(shè)施也應(yīng)該考慮解決亮度問題的方法。“一方面，天文學(xué)家在處理數(shù)據(jù)中的‘噪音’方面很有經(jīng)驗，”羅爾斯說，例如，考慮到來自月光、相機(jī)電子設(shè)備、云和地面光污染的不想要的信號。
因此，BlueWalker 3只是又一個需要應(yīng)對的噪音源。
羅爾斯還提到，科學(xué)家們已經(jīng)在開發(fā)各種工具來解決這個問題，如所謂的圖像分析管道，條紋識別程序和望遠(yuǎn)鏡調(diào)度算法。
“另一方面，”她補(bǔ)充說，“建造所有這些工具需要真正的資源，如果天空中沒有以驚人的速度充滿明亮的衛(wèi)星，這些工具就沒有必要。”
Tregloan-Reed還建議衛(wèi)星工程師考慮幾個解決方案，其中一個相當(dāng)有趣。這一概念基本上要求用能源市場反映衛(wèi)星市場，消費(fèi)者可以根據(jù)供應(yīng)商的綠色證書選擇他們希望使用的能源供應(yīng)商。
例如，衛(wèi)星運(yùn)營商可以宣傳他們的衛(wèi)星星座對夜空的影響最小，這有望幫助消費(fèi)者做出更明智的選擇，了解他們想使用這些星座中的哪些服務(wù)。另一個想法是將衛(wèi)星星座瞄準(zhǔn)地球靜止軌道，而不是低地球軌道。
“如果BlueWalker 3被放置在35000公里的地球同步軌道上，而不是現(xiàn)在的500公里，它將立即變成當(dāng)前亮度的0.02%，比IAU設(shè)定的7級限制弱一個數(shù)量級，”他說。
為了開始幫助天文學(xué)家避免數(shù)據(jù)中的噪聲，該團(tuán)隊還確保研究BlueWalker 3陣列的亮度水平如何根據(jù)衛(wèi)星的位置而變化。這可能有助于天文臺計劃如何在未來的夜空被大量的人造光淹沒的情況下進(jìn)行天文研究。
“大多數(shù)表面在某種程度上都是自然反射的，反射的類型和它在地球上不同位置的亮度很難提前準(zhǔn)確預(yù)測，”羅爾斯說。“這不一定是你坐下來設(shè)計衛(wèi)星時會想到的東西。”
"保護(hù)黑暗的天空必須是開發(fā)、測試和部署黑暗緩解措施的優(yōu)先事項."
這篇論文發(fā)表在10月2日的《自然》雜志上。
作者:焦點(diǎn)
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