要是你以为,把望远镜发射到大气层外,就能躲开星链之类卫星星座的干扰,那可就太天真了。不管是马斯克的“星链”,还是其他正在争分夺秒上天的卫星星座,都在把地球近地轨道编织成一张密不透风的网。过去,我们总担心这些卫星会干扰地面的天文台,但最新的分析显示,哪怕是太空望远镜,也难逃被这张大网“封锁”的命运。~~~~从“偶然闯镜”到“漫天划痕”问题的核心在于数量。在廉价火箭技术出现之前,天上的卫星不算多。哈勃望远镜运行了这么多年,只有大概4%的照片里会偶然出现卫星路过的轨迹,就像拍照时偶尔有路人闯镜,虽然烦人,但还能忍受。但根据向监管机构提交的发射计划,未来十年内,如果所有商业公司的雄心壮志都兑现,地球轨道上将会有大约55万颗卫星。这个数字是现在的几十倍。NASA埃姆斯研究中心的科学家做了一次模拟推演,结果发现:未来的太空望远镜,睁眼看到的可能不是星辰大海,而是满眼的“划痕”。“受灾”最严重的可能是正在研制的中国空间站工程巡天望远镜(CSST)。为了便于维护,CSST需要和中国空间站伴飞,因此轨道高度相对较低。这意味着,绝大多数商业卫星都会在它的头顶飞行。根据模型测算,未来CSST拍下的每一张照片里,平均会出现92条卫星留下的亮线。这已经不是“误入镜头”了,这是在照片上涂鸦。欧洲航天局计划探测暗物质晕的ARRAKIHS任务也不乐观,预计每张照片会有69条划痕。连老牌的哈勃望远镜,平均每张照片也要多出两条杠。这对于需要极高精度的科学观测来说,几乎是毁灭性的打击。~~~~一种讽刺的“恶性循环”卫星本身不发光,它们是反射太阳光。当卫星飞过望远镜的视场,就像有人在电影院里玩手电筒,瞬间的强光会在底片上留下一道道明亮的轨迹。更荒诞的是,人类为了解决问题而做出的努力,反而加剧了这个问题。此前,为了平息地面天文学家的怒火,卫星公司(比如SpaceX)承诺调整卫星姿态,甚至加装遮光板,尽量把光反射回太空,减少对地面的光污染。这听起来很负责任,对吧?但对于运行在太空中的望远镜来说,这简直是灾难。卫星把光反射回太空,恰好就射进了那些在更高轨道、或者仰望星空的太空望远镜眼里。此外,卫星为了获得能源,太阳能板必须时刻对准太阳,这使得它们在某些角度下,变成了一面面耀眼的镜子。~~~~无处可逃的困局面对这张日益收紧的天网,天文学家发现自己几乎无路可走。能不能把望远镜送得更远?像詹姆斯·韦布望远镜那样,跑到距离地球150万公里的拉格朗日L2点,确实能躲开这堆烂摊子。但那意味着极高的发射成本,而且一旦出故障,根本没法派人去修。那能不能让卫星飞低点?如果把卫星轨道降低,它们确实能避开很多观测视线。但低轨道意味着稀薄大气的阻力更大,卫星需要消耗更多燃料维持高度,寿命会大幅缩短。指望商业公司为了天文学牺牲真金白银的利润,显然不太现实。目前来看,除了呼吁划定“轨道保护层”这种行政手段外,技术上并没有完美的解药。我们正处在一个尴尬的历史节点:人类航天技术的爆发式增长,正在以一种意想不到的方式,逐渐关闭我们要去探索的那扇窗。当55万颗卫星如同蝗群般包裹住地球时,我们引以为傲的“太空之眼”,可能不得不透过密密麻麻的栅栏,去艰难地窥探宇宙的秘密。~~~~~~图为不同空间望远镜受卫星轨迹污染影响的模拟曝光图,根据2040年前投入运行的已公布卫星星座的轨道和物理参数模拟。左下为中国空间站工程巡天望远镜(CSST),受影响最为严重。信源:Borlaff, A.S., Marcum, P.M. & Howell, S.B. Satellite megaconstellations will threaten space-based astronomy. Nature 648, 51–57 (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09759-5
