“星鏈”衛星在天文照片上留下了條紋。圖片來源：美國國家光學紅外天文研究實驗室

(資料圖)

科技日報記者 張夢然

近年來，近地軌道衛星和太空碎片數量一直在增長，預計還在加劇。

尤其自2019年美國太空探索技術公司（SpaceX）發射了第一組由數千顆衛星組成的“巨型星座”以來，近地軌道上的衛星數量增加了一倍多。每一顆新衛星都會增加它撞擊另一個繞地球軌道運行物體的風險，產生更多碎片，連鎖反應下，由“級聯碰撞”產生越來越小的碎片。

這些太空垃圾的威脅，近年來被提到過多次，但這一次，科學家將視角聚焦在碰撞本身之外。最新一期英國《自然·天文學》發表了一系列文章，專門探討了人造衛星和空間碎片對夜空亮度的影響。不斷增加的“太空垃圾”云，將光反射回地球，這導致了天文學界的嚴重憂慮：光污染的潛在影響，及它對地面望遠鏡和空間望遠鏡的潛在干擾。

“明亮的夜空”致天文數據損失

在一篇評論文章中，意大利光污染科學與技術研究所科學家法比奧·法爾奇團隊表示，地面和來自近地軌道衛星的光污染正在增加。他們說，由于光污染，地球現在幾乎已經沒有什么偏遠之地能滿足安放天文臺的標準了，即沒有光污染、晴空數量多、視野效果好。

這組科學家提出，對抗光污染和太空污染是一個社會政治問題而非技術問題，他們認為應當引入約束機制，停止夜間人工照明和衛星集群的迅速增加。

美國暗夜咨詢有限公司的約翰·布蘭特尼及其同事在一篇觀點文章中，計算了近地軌道衛星和太空碎片增加的總體影響，他們認為，這導致全球夜空亮度潛在上升，造成面天文數據損失，因為宇宙信號可能在噪音里丟失，也可能減少地面發現和一些觀察項目的機會。最新建模研究顯示，在未來十年內，夜空最暗的部分將變得更亮，而天文臺能夠看到的恒星數量減少約7.5%。

天空正在飛速變化

盡管可能很難注意到，但我們的天空正在以天文數字的速度變化。

地面上的光污染與天空中衛星和碎片相結合，意味著天文學家正慢慢“耗盡”真正黑暗的地方來研究星體。

斯洛伐克科學院研究人員米洛斯拉夫·科奇法吉團隊提出了一個模擬夜空亮度的新方法。他們解釋說，夜空建模通常使用米氏理論對光散射的理解。這種方法提出了夜空中光散射的一個簡單的物理圖景，易于計算。但研究團隊發現這一方法可能對真實世界情形過于簡化，可能導致低估天空輝光。

美國舊金山大學天文學家阿帕娜·溫卡特珊在一篇全球視點文章中，討論了近地軌道日益擁擠的特征，并強調了這對天文觀察和全世界黑暗天空的消極影響。她認為，人類從先輩那里繼承了太空的美好，亦應將美好傳承下去，太空“通過科學、敘事、藝術、起源故事和文化傳統連接我們彼此——而現在它岌岌可危。”

從地面到天空的光污染

在這次討論之前，科學界早已展開過光污染對天文學領域影響的研究，不過，主要針對地面光源。

在地球陸地表面的很大一部分，天空在日落后很長一段時間內繼續散發著人造暮光。這種“天光”是對環境有嚴重影響的光污染形式，會影響晝夜活動的動物，會破壞人類文化遺產的重要組成部分，更會對觀星和天文學產生負面影響。

今年年初發表在《科學》雜志上的一項研究報告指出，在城市環境中，星星從人類視線中消失的速度是驚人的，星星能見度的變化可用每年7%—10%的天空亮度增加來解釋。如果繼續以這種速度發展，一個出生時能看到250顆星星的孩子，在18歲生日時只能看到100顆星星。

這是2011年至2022年間50000多次肉眼觀察夜空的分析結果，它表明“污染”人們視野的，除了光學光源，其實還有各種無線電源，如手機、無線互聯網發射器、GPS衛星等。

盡管人們對光污染的認識在不斷提高，但目前的照明政策還沒有帶來任何改善，至少在陸地層面上如此。人們希望在太空層面，一切還來得及。

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