作者:袁柳 来源:中国科学报 发布时间:2020/10/12 13:33:57
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卫星太多,电磁辐射殃及射电天文学

 

一些公司计划发射成千上万的卫星到轨道上,这不仅会带来光污染,还会干扰射电天文学的研究环境。(图片来源:ESA-SCIENCE OFFICE)

太空中的卫星会影响望远镜观测环境,大量发射卫星的做法已经引起光学天文学家的不满。如今,射电天文学家也开始担忧。10月,下一代巨型射电望远镜阵——平方千米阵(SKA)团队发布了一项报告,分析了星链计划等向空中发射大量卫星的做法可能产生的影响。

射电望远镜的正常运行需要其处在无线电静区。以SKA为例,其建成后将成为世界上最大的射电天文台,投入运行时,天文台方圆十万平方公里内将严禁使用手机。

但即便如此,望远镜仍会受到干扰。按太空公司SpaceX的星链计划,超过一万颗卫星得到了发射许可,目前已有上百颗卫星成功发射。这些卫星将在空中组网,为偏远地区提供互联网服务,也会让太空布满无线电信号。

这些卫星会导致光电天文学家的望远镜视场中出现许多明亮的条纹,也会影响SKA的射电波段,妨碍研究者寻找宇宙中的有机分子。

SKA的报告指出,星链计划中的卫星会占用10.7-12.1兆赫兹波段,这与SKA南非天文台的7个观测波段之一相重合。报告还分析了6400颗卫星可能产生的影响,包括主瓣波束和旁瓣波束。

这些卫星的信号传输将导致下行链路波段丧失70%的灵敏度,若空中的组网卫星达到10万个,天文台将彻底无法使用与卫星重合的波段,也无法探测到氨基酸、甘氨酸等最基本的分子。这一波段还可能被用于探测遥远星系中的水分子痕迹,这是宇宙学研究中用于探寻暗物质如何加速宇宙膨胀的关键标记。

目前,联合国外层空间事务厅(UNOOSA)已经就SKA发布的报告展开讨论,讨论内容包括如何避免卫星带来的光污染和电磁辐射。一些窄频带长期以来受到国际电信联盟的保护,建立无线电静区、在偏远地区架设望远镜也是规避手段。

但当卫星飞过望远镜上空时,仍然会产生干扰。射电天文学家希望卫星运营商飞过天文台上空时能关闭发射机、移到其他频段或面向远方。SpaceX也正与射电天文学家沟通,讨论实时协调等方案。

参与UNOOSA讨论的科学家则希望,未来的低轨卫星设计可以避免向射电望远镜和无线电静区发射波束,旁瓣泄漏也可得到控制。这些建议将于明年由一系列联合国小组委员会展开进一步讨论。

 
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