随着亚马逊加入SpaceX和OneWeb的行列，发射卫星星座，天文学家担心这会对天文观测和图像质量造成影响
欢迎来到卫星巨型星座的时代。在接下来的几年里，包含数百甚至数千个航天器的庞大网络可能会重塑地球轨道环境的未来。
这一系列卫星的大部分注意力都放在了SpaceX和OneWeb的多产发射上，但现在焦点转向了亚马逊。上个月，美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission)批准了这家在线市场推出其柯伊伯项目(Project Kuiper)的请求，该项目与SpaceX的Starlink和OneWeb的网络一样，旨在将高速互联网服务扩展到世界各地的客户，包括因持续的数字鸿沟而步履蹒跚的偏远或服务不足的社区。
柯伊伯星座将由3236颗卫星组成。这比已经在地球轨道上运行的大约2600颗活跃卫星还要多。虽然亚马逊的硬件距离发射台还有很长的路要走，但SpaceX已经在其Starlink星座中部署了数百颗卫星，其中包括周五发射的另外57颗卫星。它可能会将其扩大到12000人，甚至更多。Facebook和Telesat也可能进入互联网星座业务。
卫星迅速涌入近地轨道，引起了专业和业余天文学家的抵制。StarLink卫星因“照片轰炸”带有明亮条纹的天文图像而臭名昭著，破坏了质量，减少了科学家收集用于研究的数据量。虽然SpaceX计划减轻其发射对天文观测的影响，但随着更多的参与者(如Project Kuiper)加入这一行动，社区中的科学家和业余爱好者担心缺乏对星座的监管。
“我们还没有任何全行业的指导方针，”新西兰坎特伯雷大学的行星天文学家米歇尔·班尼斯特(Michele Bannister)说。“我们没有一个行业机构为所有这些想要推出的热情公司创造良好的企业公民意识，我们也没有任何监管机构到位，为该行业提供明确的指导方针。”
她补充说，“老实说，对我来说，这感觉就像放了一堆飞机，然后就没有了空中交通管制。”
自从2019年5月发射第一组Starlink卫星以来，许多天文观察者都在感叹它们反射出的明亮眩光。当卫星刚刚部署并向其运行轨道进发时，光污染尤为明显。在这一点上，它们处于完美的位置，可以在黎明和黄昏捕捉阳光，破坏天文照片和望远镜观测。StarLink必须不断地补充新的卫星，所以这些踪迹将是一个持续存在的问题。
巴尔的摩太空望远镜科学研究所的辅助科学家朱利安·H·吉拉德(Julien H.Girard)说，“大多数地面天文台实际上是在黄昏开始的。”“我们甚至在天空不是完全黑暗的时候也开始采集数据，特别是在近红外和红外波段。”
这些卫星可能会给同时测量广阔夜空区域的广域天文台带来最大的问题。卫星通过框架的运动可能会阻挡观测目标，或者让光线淹没它们。天文学家可以使用软件在一定程度上移除卫星踪迹，但这可能不会完全修复图像。
吉拉德博士说，“毫无疑问，有了这些星座，天文学界仍然可以从事科学研究，但这是一种负担。”
光污染可能会扰乱我们对无数诱人的天文目标的看法。例如，科学家们开始在我们自己的太阳系附近发现星际物体，比如2017年发现的一块奇怪的细长岩石Oumuamua，它来自一个未知的恒星系统，或者最近发现的鲍里索夫彗星(Comet Borisov)。
巨型星座的位置独一无二，可以干扰对这些宇宙漫游者的探测。班尼斯特博士说，“星际天体发现的黄金时期之一是接近天文黄昏的那段时间，也就是黎明和黄昏，也就是这些卫星影响最大的时候。”
到目前为止，天文学家们把大部分注意力放在了Starlink上，因为SpaceX是第一家发射大批量卫星的公司。由于OneWeb的轨道高度，OneWeb的星座给射电天文学家带来了一系列不同的问题。自从宣布破产并开始收购谈判以来，它的未来一直不确定。
但现在亚马逊获得了联邦通信委员会的批准，星链卫星将在轨道上和讨论这些网络对天文学的影响方面有伴。
亚利桑那州洛厄尔天文台(Lowell Observatory)主任、美国天文学会(American Astronomical Society)光污染委员会(Committee On Light Pollution)主席杰夫·霍尔(Jeff Hall)说，“柯伊伯很容易对光学和射电天文学产生和其他卫星星座一样大的影响。”
与Starlink相比，亚马逊星座的卫星数量将少得多，但其阵列将部署在三个轨道上，所有轨道的高度都高于SpaceX目前部署的网络。(StarLink被许可占据比亚马逊更高的轨道，尽管SpaceX最近也寻求了FCC的许可，可以在与柯伊珀项目相当的高度运行。)
班尼斯特博士说，“其中一些较高的轨道看起来实际上会给天文成像带来更大的问题，因为它们基本上会在更长的时间内可见。”不过，目前还不清楚这些星座的光污染会有怎样的对比。
“这些公司没有公布他们的卫星将有什么反射率，所以很难建模，”她说。
随着卫星数量的螺旋式上升，坠毁的风险也随之增加。卫星之间的碰撞增加了危险的轨道碎片。想象一下，如果所有来自车祸的碎玻璃和带刺的碎屑都在高速公路上高速移动，需要车辆犁过它。这就是太空中轨道通道的工作方式，因此管理空间交通的协议能够与这些巨型星座保持同步，以防止碰撞和碰撞，这将是至关重要的。
已经发生了一起令人震惊的事件，欧洲航天局(European Space Agency)运营的一艘对地观测航天器不得不启动推进器来躲避星联(Starlink)卫星。航天器之间的冲突还不确定，但轨迹构成了足够的威胁，欧空局认为这一动作是必要的。随着数以千计的额外卫星升空，这些相遇可能会变得更加频繁。
“如果这就是我们在这些巨型星座的测试阶段所拥有的，那么当我们有5000个这样的巨型星座升空时会是什么样子，这就是我们预计在未来几年内发射的卫星？”班尼斯特医生说。
虽然这些担忧已经被提出，但没有其他明显的方法来阻止或减缓这些巨型星座的发展。
英国诺森布里亚大学空间法与政策教授克里斯·纽曼(Chris Newman)说，“我认为最有问题的一件事是，对夜空没有任何法律预防或法律保护。”
随着数百颗Starlink和OneWeb卫星已经发射，预计未来几年还会有数千颗卫星发射，天文学家感到越来越大的压力，要求他们与这些公司找到可行的妥协方案。现在做出的决定可能会影响天空几十年。
目前，这意味着要制定一个依赖于自愿机制的安全而晴朗的夜空愿景。
为了回应对光污染的担忧，SpaceX正在为其Starlink卫星试验深色涂层和太阳镜。
据霍尔博士说，亚马逊和SpaceX的代表，以及OneWeb的一名顾问，参加了最近由美国宇航局和国家科学基金会(National Science Foundation)组织的一个名为卫星星座1号的研讨会。总结研讨会结果和建议的报告将在几周内公布。但亚马逊已经表示希望与天文学家合作。
亚马逊的一位发言人说：“反射率是我们设计和开发过程中的一个关键考虑因素，我们正在与天文学社区成员接触，以更好地了解他们的担忧，并确定我们可以采取的措施，以将我们的影响降至最低。”“随着我们发布有关该项目计划的更多细节，我们将有更多信息可供分享。”
但许多天文学家和暗天空倡导者正在寻求一种强有力的监管方法来解决这些问题。
纽曼博士说，“我认为，未来发展的唯一真正途径是，如果国家监管机构把建立星座的卫星公司考虑到地面天文学的需求作为许可要求的一部分。”“我认为这是非常有可能的，我认为这不需要公司提供太多便利。”
当然，夜空不仅仅是专业天文学家的资源。跨越几代人和不同的文化，人们在日落后抬头凝视，从星星那里寻求安慰、魅力和视角。扩大世界各地的互联网接入对公众有明显的好处，但保护晴朗的天空和明亮的星星也是如此。
班尼斯特博士说，“我们谈论的是改变整个星球共享的东西。”
“这是对环境的影响，”她补充说。“这是我们知道如何在所有其他企业活动领域进行讨论和监管的问题。这有什么不同呢？“
