用科學幹擾科學？衛星太多，電磁輻射殃及射電天文學
2020-10-12 科學網作者：袁柳
一些公司計劃發射成千上萬的衛星到軌道上，這不僅會帶來光汙染，還會干擾射電天文學的研究環境。（圖片來源
太空中的衛星會影響望遠鏡觀測環境，大量發射衛星的做法已經引起光學天文學家的不滿。如今，射電天文學家也開始擔憂。10月，下一代巨型射電望遠鏡陣——平方千米陣（SKA）團隊發布了一項報告，分析了星鏈計劃等向空中發射大量衛星的做法可能產生的影響。
射電望遠鏡的正常運行需要其處在無線電靜區。以SKA為例，其建成後將成為世界上最大的射電天文臺，投入運行時，天文臺方圓十萬平方公裡內將嚴禁使用手機。
但即便如此，望遠鏡仍會受到幹擾。按太空公司SpaceX的星鏈計劃，超過一萬顆衛星得到了發射許可，目前已有上百顆衛星成功發射。這些衛星將在空中組網，為偏遠地區提供網際網路服務，也會讓太空布滿無線電信號。
這些衛星會導致光電天文學家的望遠鏡視場中出現許多明亮的條紋，也會影響SKA的射電波段，妨礙研究者尋找宇宙中的有機分子。
SKA的報告指出，星鏈計劃中的衛星會佔用10.7-12.1兆赫茲波段，這與SKA南非天文臺的7個觀測波段之一相重合。報告還分析了6400顆衛星可能產生的影響，包括主瓣波束和旁瓣波束。
這些衛星的信號傳輸將導致下行鏈路波段喪失70%的靈敏度，若空中的組網衛星達到10萬個，天文臺將徹底無法使用與衛星重合的波段，也無法探測到胺基酸、甘氨酸等最基本的分子。這一波段還可能被用於探測遙遠星系中的水分子痕跡，這是宇宙學研究中用於探尋暗物質如何加速宇宙膨脹的關鍵標記。
目前，聯合國外層空間事務廳（UNOOSA）已經就SKA發布的報告展開討論，討論內容包括如何避免衛星帶來的光汙染和電磁輻射。一些窄頻帶長期以來受到國際電信聯盟的保護，建立無線電靜區、在偏遠地區架設望遠鏡也是規避手段。
但當衛星飛過望遠鏡上空時，仍然會產生幹擾。射電天文學家希望衛星運營商飛過天文臺上空時能關閉發射機、移到其他頻段或面向遠方。SpaceX也正與射電天文學家溝通，討論實時協調等方案。
參與UNOOSA討論的科學家則希望，未來的低軌衛星設計可以避免向射電望遠鏡和無線電靜區發射波束，旁瓣洩漏也可得到控制。這些建議將於明年由一系列聯合國小組委員會展開進一步討論。
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