SpaceX第八批60顆衛星升空，中國FAST哭了，馬斯克開心了

《周易》有云：天垂象，見吉兇，聖人象之。

天象，一般是指宇宙中日月星辰運轉的規律，在中國古代泛指各種天空中出現的自然現象。古人往往憑天象預測吉兇。

然而在2020年，新的天象，誕生了。

天垂象，見吉兇

2020年4月27日晚上，北京的天文愛好者觀測到了一個全新「天象」——一組隸屬於Space X公司「星鏈計劃」的衛星從當晚8點37分左右從西北方升起，在掠過月亮後逐漸變暗消失。這一「天象」被稱之為「星鏈凌月」。

這些衛星通常會以22枚為一串，在一個特定的軌道上一同運轉。當以一定角度經過天空時，會因反射太陽光而形成一連串的光點，有些人將它們形象地稱之為「三體艦隊」。

2019年觀測的畫面

所謂「星鏈計劃」，是由馬斯克的Space X公司提出的一項通訊計劃。

根據美國聯邦通訊委員會在2019年4月的批示，Space X公司將在10年內發射12000枚衛星進入近地軌道，為全球提供高速低延遲的網際網路接入服務。

而在同年10月，Space X又把計劃衛星數量追加30000枚到42000枚。

馬斯克希望使用星鏈衛星群為地球上基站或者光纖難以覆蓋到的人跡罕至的地區提供廉價穩定且高速的網際網路接入服務。

SpaceX CEO 埃隆·馬斯克

幾萬枚衛星預計將分別運行於340千米、550千米和1150千米高的近地軌道上，以不同角度覆蓋整個地球。

而在美國東部時間2020年6月3日21時25分，Space X又成功使用一發「四手」的獵鷹9號從卡納維拉爾角空軍基地成功發射星鏈第八批共60枚衛星。至此Space X已經累計成功發射482枚衛星。

單看介紹，這個「星鏈計劃」應該是一個有利於全世界人民的大工程啊，為什麼世界上還會有這麼多的抵制聲音呢？

首先，目前人類一共發射過9449枚人造物體，現在在軌衛星約2000枚。就這一萬枚不到的人造天體就已經製造了無數的太空垃圾，要是再一次性送四萬枚衛星上太空，可能會導致近地空間嚴重擁堵。

除此之外，更嚴重的問題在於，星鏈衛星將可能給全球天文觀測製造更大的麻煩，甚至會嚴重阻礙天文學的進步。

中國FAST或「白給」

其實這並非首次有人嘗試使用衛星提供公共通信服務，早在1998年，美國銥星公司就發射了66枚全球通訊衛星，然而由於市場需求嚴重不足，最終「銥星計劃」只得以破產重組收場。

銥星計劃

不過在那時，銥星就已經給天文界帶來了很大的影響。

由於銥星裝備了三塊鋁製天線，這些天線會將陽光反射到地面上，形成動輒幾公裡寬的光帶，處於光帶中的人們可以用肉眼看見衛星出現和消失的全過程，其亮度甚至超過織女星。

銥星造成的銥閃

而目前Space X星鏈衛星的亮度大部分都在視星等5等左右（視星等越小越亮），雖然肉眼幾乎不可見，但是對於星空拍攝和專業的天文觀測來說，這些衛星太亮了。

由於天文觀測的對象往往都是10等甚至20等以上的暗星，需要長時間追蹤曝光才能獲得清晰的圖像，在曝光的過程中，高速環繞的星鏈衛星就會在圖像中留下一條明顯的運動軌跡。

美國亞利桑那州洛厄爾（Lowell）天文臺在拍攝NGC5353/4的時候星鏈衛星自對角線貫穿望遠鏡整個視場

很顯然，無論是對於業餘愛好者還是專業天文觀測來說，這張留下痕跡的照片基本算是作廢了。雖然對於少數痕跡來說，可以採用一些算法進行消除，但是「消除痕跡」並不代表「復原數據」，如果痕跡擋住了觀測對象，這張照片仍舊要扔進垃圾桶。

利用算法識別並消去衛星軌跡帶來的影響

越來越多的星鏈衛星正迫使天文觀測者們放棄已經拍攝的數據。

根據大型綜合巡天望遠鏡的預計，當全部42000枚衛星部署到位時，將會有最低30%的照片被衛星痕跡汙染，由於痕跡的亮度最高可以比觀測目標亮幾千萬倍，因此容易造成圖像過飽和，使得整個圖片完全作廢。

為了解決這個問題，大型綜合巡天望遠鏡的相關團隊提出了兩個解決方案，一個是增加曝光的次數，也就是說將一次長曝光拆成兩次短曝光，這樣哪怕一張照片受到痕跡影響，還可以用另一張的數據補足，第二個辦法就是降低衛星亮度，降低圖像過飽和情況。

然而不論是哪個方法，都會將觀測周期大大延長，根據計算，哪怕使用了上述兩種方法，原本10年才能完成的計劃也需要額外增加4年才能完成。

除了可見光上會被影響，對於射電望遠鏡來說，星鏈也會造成致命幹擾。

像是我國500米口徑射電望遠鏡FAST，其周圍幾公裡地區都要禁止任何手機、相機等電子設備使用，目的就是為了防止無線電幹擾望遠鏡。

然而哪怕這樣，FAST仍舊難以躲過那些在軌衛星向下傳輸的信號，只能儘可能避免在衛星過境時段觀測。

這是因為射電望遠鏡主要就是觀測宇宙中星體發出的微弱的電磁訊號，而顯然，星鏈衛星產生的無線電訊號強度會顯著高於那些幾百萬甚至上億光年外的星體，如果星鏈衛星全部發射部署，我們或許必須放棄一些波段的觀測，甚至整個FAST的都「白給了」也說不定。

總之，星鏈衛星全部入軌之後一定會加重整個天文觀測的難度，讓原本就難以為繼的天文學雪上加霜。

儘管一開始馬斯克還嘴硬，稱衛星不會干擾什麼觀測，但是一系列的證據乃至「星鏈凌月」的出現不得不讓Space X開始重視此事。

在2020年1月6日的一次發射計劃中，Space X就發射了一枚「暗星」。

與普通的衛星不同，這顆衛星表面被塗成黑色，以降低亮度。根據觀測數據，塗成黑色的衛星視星等由原來的6.7等降低到了7.6等。在6月3日的發射中也攜帶了一枚這樣的衛星。

不過儘管如此，衛星仍會干擾天文觀測。而且我們都知道，黑色吸熱，將衛星塗成黑色會加劇衛星在太陽照射時的溫度，當衛星運轉到背陽面時，溫度會急劇下降，過大的溫差將損傷衛星，而且黑色塗料也容易形成高速運轉的太空垃圾，使得擁擠的軌道更加危機四伏。

最後，低亮度的衛星也容易讓天文觀測產生誤判，增加數據處理難度。

總是，大量衛星入軌會嚴重影響地面天文觀測，將阻礙天文學的發展，讓原本就十分困難的天文學更加難以為繼，甚至在短期令天文學走向衰落。

這就是為啥這麼多人反對「星鏈計劃」。

不過可能很多人會問了：「為什麼不把望遠鏡發射到太空中去呢？」

為什麼不發射望遠鏡上去

其實一開始馬斯克也嘴硬說：反正未來望遠鏡都要上天，為何要揪著這點不放。

哈勃望遠鏡

但其實，想讓太空天文觀測替代地面天文觀測對於目前的人類來說，幾乎是一件不可能的事情。

原因大概有三點：

1、火箭技術限制

「送望遠鏡上天」，短短6個字用鍵盤打出來可能僅需要1秒鐘，但實際上這是需要幾百噸甚至上千噸燃料劇烈燃燒數分鐘才能做到的事情。

目前人類實用化的最大的火箭是美國的土星五號，它的直徑僅為10米，也就是說，哪怕用了土星五號這樣推力3408噸的火箭，我們要送一個直徑10米的光學望遠鏡上去還是費勁，更別說那些大型射電望遠鏡和射電集群了。

土星5號

中國最近才成功的長徵5號直徑才不過5米，現役最粗的大火箭阿麗亞娜5型運載火箭和宇宙神5型運載火箭也不過是5.4米的直徑，火箭的尺寸就限制了可以發射的望遠鏡的大小。

除此之外，火箭的起飛質量也在限制著太空望遠鏡，像是直徑10.4米的加那利大型望遠鏡，僅主鏡質量就達到17噸，還沒算上配套儀器與建築。長徵5號的近地運載能力不過25噸，想要發射一個這麼大的光學望遠鏡著實費勁。

長徵5號

其次在太空梭退役後，失去了機械臂的幫助，人類目前已經沒有能力為運轉在近地軌道上的哈勃望遠鏡進行維護，以目前的火箭看來，也很難再像原來那樣為在軌的望遠鏡提供技術支持。

2、成本太高

與其他科目成本太高不同，天文學幾乎是一個0收入的學科。其他學科不論是計算機、機械、生物學，還是化學、醫學、心理學，無一例外都能創造經濟效益，連高能物理學都能通過使用加速器製造醫用放射性元素貼補家用。

但是天文學的直接收入來源有什麼？賣個圖？基本上只靠撥款和捐助活著罷了。

因此天文學界其實很窮，造一個韋伯望遠鏡花了97億美元，約合687億人民幣，已經讓整個天文界快揭不開鍋了。同時超額的預算和維護上的難度也讓韋伯望遠鏡從原來計劃2014年升空跳票到最遲2021年3月30日。

詹姆斯·韋伯望遠鏡

目前空間天文學接受過最好的援助大概就是NASA接手的那些二手間諜衛星吧。那些情報部門的衛星已經這麼多年了，對於天文學家來說仍是非常先進的，這就是世界上最發達的美國的天文學家的真實寫照。

3、遠水解不了近渴

很多人可能認為「未來我們可以分開發射，然後軌道組裝」、「未來成本會降低」，甚至覺得「未來可以建設月球天文臺」。但是中國有一句古話，遠水解不了近渴。

知道明年發射的詹姆斯·韋伯望遠鏡研發了多久嗎？

裝車中的韋伯望遠鏡

21年，1999年開始，等到2021年發射的時候，這個數字將會變成22年。

而「星鏈計劃」預計會在10年內完成，哪怕天文學家會再想辦法變出個幾十億美元，這麼短時間也不足以製造一個能替代地面天文觀測的設備。

總說「未來會越來越好」是一種很不實際的說法，就跟自己家人得了絕症，別人安慰你道「未來這個病一定會攻克的，不要擔心」一樣。

而且人類對於未來的幻想總是美好的，當1969年人類登上月球的時候，很多人幻想40年後人類將徵服火星，然而50年都過去了，人類徵服了火星嗎？再過50年人類能徵服火星嗎？

摺疊鏡面技術也不能解決所有問題。

詹姆斯韋伯望遠鏡使用摺疊鏡面的確能達到6.4米的口徑，比火箭直徑要粗，但是摺疊鏡面的望遠鏡為了儘可能保持受力穩定，只能放到拉格朗日L2點使用。而且由於遠離地球，失去地球的保護，太空輻射的不斷轟擊會導致儀器質量不斷下降，鏡面鍍膜一段時間就需要更換。

我們已經說了，在太空梭退役後，人類已經沒有能力給近地天文臺提供支援了，更別說150萬公裡外的L2點了。

總之，在未來20-30年內，空間天文觀測不可能撼動地面觀測設備，但是衛星已經開始影響地面乃至近地軌道觀測了，君不見多少衛星誤入哈勃望遠鏡拍攝的畫面。

結語

總之我認為，馬斯克這一「星鏈計劃」是十分自私的，僅為了自己公司未來的私利霸佔了屬於整個人類的天空和近地空間，嚴重阻礙了天文學未來的發展。

我希望國際社會能重視此事，合理利用近地空間，合理保護我們的天空。

雖然馬斯克這個人是一個優秀的企業家、理工男，但是我們也應當理性看待，不能盲目崇拜，尤其在這樣涉及到全人類利益的事件中。

對於馬斯克再發射60枚衛星到太空這件事我只能說：恭喜人類，距離天文學衰落又進了一步。

對於星鏈計劃你有什麼看法呢？

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