工程6（2020）849新闻亮点互联网卫星热潮带来天文学难题米奇·莱斯利高级技术作家SpaceX火箭于4月22日从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，其有效载荷令许多宇航员担忧[1]。火箭送入太空的60颗卫星增加了低地球轨道物体的数量爆炸。根据美国马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家乔纳森·麦克道尔的计算，肉眼可见的轨道卫星数量在一年多的时间里已经翻了一番如果SpaceX和其他公司继续执行他们的计划，发射数百或数千颗卫星的“巨型星座”，那么这些新的卫星已经破坏了天文观测，研究人员预计，随着更多的卫星发射，问题会变得更糟。麦克道尔说，并不是所有的天文学家都会受到影响，但许多人会发现他们的工作更加困难，耗时，昂贵-他们可能不得不重新设计他们的设备来补偿。某些项目，包括定于2023年开始的一项重大夜空调查，可能会受到严重干扰[3]。尽管SpaceX最近宣布改变卫星的可见度，但天文学家表示，这些物体仍然会干扰观测。他们还担心，大量的卫星将产生更广泛的影响，改变公众对太空的看法。‘‘It’sgoing to affect what the night sky looks like for every person onEarth,” said Cliff Johnson, a post- doctoral fellow in astronomy atNorthwestern University in Evanston, IL,自1957年人造卫星发射以来，卫星一直闯入天文学家的图像。‘‘Ithas been an occasional 为了衡量新卫星可能如何改变这种情况，他估计了低地球轨道上的物体数量[4]。在600公里以下轨道运行的大型物体往往是明亮的，因此它们在黑暗的区域可以用肉眼看到，并扰乱天文学家McDowell计算，2018年大约有400个这样的物体[4]。这一数字在2019年5月开始迅速上升，当时由亿万富翁埃隆·马斯克创立的总部位于加利福尼亚州霍桑的SpaceX公司发射了首批60颗Starlink卫星，这些卫星旨在为世界大部分地区提供宽带互联网接入。截至2020年4月底，SpaceX已部署了400多颗卫星，并获得了监管机构发射多达12000颗卫星，该公司最终可以在任何时候拥有42000颗卫星[6]。其他公司也开始行动起来。总部位于伦敦的OneWorld已经发射了74颗卫星，最初的目标是将大约650颗卫星送入轨道。该公司是否会实现这一目标尚不清楚，因为它在3月宣布破产[8]。然而，包括亚马逊在内的其他几家公司希望创建自己的巨型星座[9]。大量的新卫星是科学家们关心的问题之一正如一位天文学家所说，一旦巨型星座发射升空，夜空中将目前发射的卫星也令人担忧，因为它们太亮了。美国密歇根大学天文学研究教授Patrick Seitzer指出，Starlink卫星很大，反射性很强，第一组卫星的轨道距离地球表面仅550公里因此，他说，塞泽尔是美国天文学会一个研究卫星问题的委员会成员，他在该组织1月的会议上描述了它们可能的影响他说，来自卫星的光可以使研究人员用来捕捉夜空图像的探测器这意味着，光线不会留下只破坏图像几个像素的细条纹，而是会溢出并模糊更多的曝光。 Seitzer说，来自卫星的光也会引起其他问题，包括曝光的其他部分上的鬼像和后来曝光时出现的残留图像超过9000个Starlinks计划在600公里以下的轨道上运行，但2800个计划在1200公里左右的轨道高度运行-尽管SpaceX已经申请允许将它们放置在较低的轨道上[12]。OneWeb卫星的轨道也在1200公里左右[13]。塞泽尔说，在这些较高的高度，卫星将无法用肉眼看到。但它们仍然足够明亮，足以使天文探测器饱和，而且它们可能更具破坏性，因为在任何特定时间都可以看到三到四倍的它们，他计算了。Seitzer，McDowell和其他科学家的分析表明，卫星激增的影响将取决于几个因素，包括观察员https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.06.0082095-8099/©2020 THE CONDITOR.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/eng850M. Leslie /工程 6 （2020）849他们收集数据的年份，以及他们正在调查的问题。约翰逊和他的同事们正在观测麦哲伦星云等星系，研究恒星形成和狩猎对于未被发现的矮星系，Starlinks已经在它们的一些图像上留下了痕迹（图1）。不过，他 说 ， 卫 星 不 会 对 该 小 组 的 研 究 产 生 重 大 影 响 。 ‘‘We are doingmultiple observations, so we can average out the loss of然而，这些卫星可能会妨碍其他研究。三年后，在维拉C。正在智利建设的鲁宾天文台将启动“时空遗产调查”，这是一个为期十年的项目，旨在捕捉最详细的夜空视图天文台它可以发现比我们的眼睛所能探测到的要微弱一千万倍的物体，这种灵敏度和视野的结合使它特别容易受到卫星入侵的影响。该项目的研究人员估计，望远镜拍摄的图像中有多达30%将包含卫星轨迹，由于这些物体造成的数据丢失，调查可能需要额外的四年时间才能完成。努力识别和跟踪小行星，这是维拉C。鲁宾天文台的目标也可能受到影响。麦克道尔说，目前在高空中的星链最容易在日落后和日出前看到，这也是探测小行星的最佳时间。‘‘You really do not want to missthe asteroid that is going to hit Earth,” heSpaceX回应了天文学家为了防止新的Starlinks在进入轨道时脱颖而出，SpaceX现在将重新调整它们的方向，使它们在上升时边缘朝向太阳，减少它们反射的光量。一旦进入轨道，所有未来的卫星都将部署遮阳板以降低反射率。对于用肉眼观察天空的观察者来说，这些变化应该意味着，Fig. 1. 2019年11月18日，Starlink卫星在智利Cerro Tololo美洲天文台的Blanco望远镜拍摄的这张图像上留下了条纹。在333秒的曝光时间里，有19颗卫星通过了望远镜这两颗卫星是在一周前发射的，正在向550公里的最终轨道高度移动图片来源：DELVESurvey，CTIO/AURA/NSF，with permission.明显的发射后不久，应该在一周内消失，根据该公司[16]。天文学家对SpaceX的声明表示欢迎，但警告说，这些提议只能到此为止。麦克道尔说：“这些变化将使卫星变暗，使深夜被照亮的卫星变少。”他说，SpaceX的新方法约翰逊和其他研究人员表示，SpaceX和OneWeb在宣布破产之前与天文学家进行了互动，他们为解决这个问题所做的努力值得赞扬。但他们也希望看到新的法规，以确保卫星运营商保护夜空。‘‘There has tobe a mechanism引用[1] 汤普森A. SpaceX发射60颗Starlink卫星，在里程碑飞行中获得火箭着陆。纽约：太 空 ;2020 年 4 月 22 日 [ 引 用 2020 年 5 月 13 日 ] 。 可 查 阅 ：https://www.space.com/space-starlink-satellites-launch-rocket-landing-success-april-2020.html。[2] Sheetz M，Petrova M.为什么在未来的十年里，公司将发射数千颗卫星，比历史上所有的卫星都多。Englewood Cliffs：CNBC; 2019年12月15日[引用于2020年5月 13 日 ] 。 网 址 ： https ： //www. cnbc.com/2019/12/14/spacex-oneweb-and-amazon-to-launch-thousands-more-satellites-in-2020s.html。[3] 格鲁什湖SpaceX的Starlink星座对天文学的真正影响正在成为焦点。纽约：边缘;2020 年 3 月 24 日 [ 引 用 2020 年 5 月 13 日 ] 。 可 查 阅 ：https://www.theverge.com/2020/3/24/21190273/spacex-starlink-satellite-internet-constellation-astronomy-coating。[4] 麦克道尔JC。低地球轨道卫星群和SpaceX Starlink星座的影响。Astrophys J Lett2020;892：L36.[5] Roulette J.马斯克Starlink的第一颗卫星互联网风险发射进入轨道[互联网]。多伦 多 ：路 透 社 ;2019可 以23[ 引 自2020可 以13] 。 可 查 阅 ：https://www.reuters.com/article/us-space-exploration-spacex/first-satellites-for-musks-starlink-internet-venture-launched-into-orbit-idUSKCN1SU07Y。[6] 克罗基特角新的私人卫星舰队正布满夜空。华盛顿特区：科学新闻; 2020年3月12日[引用2020年5月13日]。可查阅：https://www.sciencenews.org/article/starlink-spacex-satellites-amazon-oneweb-global-internet-astronomy。[7] Amos J. OneWeb将巨型星座增加到74颗卫星。伦敦：英国广播公司; 2020年3月21 日 [ 引 用 2020 年 5 月 13 日 ] 。 网 址 ： https ： //www. bbc.com/news/science-environment-51991325网站。[8] 莱昂斯湾OneWeb申请第11章破产保护。纽约：边缘; 2020年3月28日[引用2020年5月13日]。可从：https：//www.example.comwww.theverge.com/2020/3/28/21189404/oneweb-chapter-11-bankruptcy-space获得。[9] Henry C.亚马逊计划3236-卫星星座互联网连接[互联网]. 纽约：太空; 2019年4月5日[引用2020年5月13日]。可查阅：https://www.space.com/amazon-plans-3236-satellite-constellation-for-internet.html。[10] 雷斯尼克湾夜空变得越来越反乌托邦。纽约：Vox; 2020年1月29日[引用2020年5月 13 日 ] 。 可 从 以 下 网 址 获 得 ： https://www.voxcom/science-and-health/2020/1/7/21003272/space-x-starlink-astronomy-light-pollution.[11] Seitzer P. LEO卫星和光学天文学的巨型星座[互联网]。华盛顿特区：美国天文学会;2020年1月[引用2020年5月13日]。可查阅：https://nsf.gov/attachments/299316/public/12_Satellite_Constellations_and_Astronomy-Pat_Seitzer.pdf。[12] Henry C. 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