马特·威廉姆斯，《今日宇宙》 信用:SpaceX 2015年，埃隆·马斯克(Elon Musk)宣布，他的公司SpaceX将把卫星部署到轨道上，为全世界提供高速宽带互联网接入
2019年5月，随着首批60颗卫星的发射，SpaceX开始部署这个星座
截至4月22日，总共有422颗卫星被添加到Starlink星座，反应并不完全积极
除了担心我们增加了“太空垃圾”的问题之外，还有人担心星联和其他星座会对天文学产生负面影响
作为回应，SpaceX最近宣布，它将对卫星发射方式、绕地球轨道运行方式甚至反射方式进行改革，以最大限度地减少它们对天文学的影响
这些变化是美国国家科学、工程和医学科学院主办的2020年天文学和天体物理学十年调查(Astro2020)期间所做报告的主题
作为4月27日(星期一)举行的卫星星座光学干涉会议的一部分，Starlink小组(包括Musk)展示了该公司希望如何将卫星星座造成的光污染降至最低
这些新卫星在天空中的出现在业余天文学家和天文学界引起了相当大的争议
事实上，皇家天文学会(RAS)、美国天文学会(AAS)、国际天文学联盟(IAU)和国家射电天文台(NRAO)都发布了关于Starlink和其他拟议星座的官方声明
特别是，他们对这些卫星如何干扰像维拉C号那样的光学和无线电测量表示担忧
鲁宾天文台(以前是大型天气观测望远镜，或称LSST)、平方公里阵列(SKA)和事件视界望远镜(EHT)，它们最近获得了第一张黑洞图像
正如IAU所说: 星联轨道及其反射特性的图解
信用:SpaceX “虽然这些反射光大多非常微弱，肉眼很难分辨出来，但它们对大型地面天文望远镜的敏感能力是有害的，包括目前正在建造的超广角观测望远镜
第二，尽管为避免干扰射电天文频率做出了显著努力，但从卫星星座发射的聚合无线电信号仍可能威胁到无线电波长的天文观测
" 基本问题是，当卫星绕地球运行时，它们会周期性地捕捉和反射来自太阳的光，特别是当它们从地球的阴影中出来并进入阳光直射时(这发生在它们的“轨道上升”阶段)
在这一点上，卫星将在几周的时间里使用推进器来提高高度，以确保它们不会经历轨道衰减
对于Starlink来说，阻力是一个更大的问题，因为它们被部署在550公里(340英里)的较低高度，以减轻空间碎片的风险，而不是最初计划的1100至1300公里(680和800英里)
正如SpaceX在总结演示要点的新闻文章中指出的那样: “与其他通信卫星相比，Starlink卫星设计的驱动因素是它们飞行的高度非常低
我们这样做是为了优先考虑空间交通安全，并最大限度地减少卫星和从中获得互联网服务的用户之间的信号延迟
由于高度低，阻力是设计中的一个主要因素
" 在这一点上，Starlink卫星在进入其轨道的“轨道上升”阶段时采用其“开放书”飞行配置，在该阶段，它们的面板被平放在飞行器前方以减少大气阻力
正因为如此，阳光可以在这一点上从太阳能电池阵列和卫星主体上反射出去
星光卫星的构型
信用:SpaceX 一旦卫星到达550公里(340英里)的运行轨道，即所谓的“站内”阶段，只有底盘的某些部分可以反射光
这是因为卫星的姿态控制系统通过使卫星呈现其“鲨鱼鳍”方位来克服阻力，在该方位，其太阳能电池板被提升到垂直方位
为了解决这些问题，SpaceX表示，该公司正在与各种组织合作实施一些变革
首先，他们目前正在测试一颗比以前型号反射率更低的实验卫星，它被恰当地命名为“暗卫星”
“这类卫星利用暗相控阵和抛物面天线将亮度降低约55%
然而，他们也在寻求实施一种“遮阳板解决方案”来解决热量问题，因为黑暗卫星可以在红外线下发出明亮的光，因为黑色涂料会吸收辐射
抛物面天线(白色和漫射)也将有面甲状覆盖物，以减少它们反射的光量
第一个VisorSat原型将于本月部署，到6月，所有未来的卫星都将有一个遮阳板
其次，SpaceX打算改变他们的卫星从插入到停放再到站内轨道的移动方式
目前，该公司正在测试一种策略，即转动卫星，使其与太阳的矢量在同一平面上(也就是说，将卫星“刀口”对准太阳)
这将具有减少接收光的表面积的效果，从而减少反射的光量
在过去，马斯克对这些担忧的回应有些轻率(并且不可否认的无知)
2019年5月第一批Starlink卫星发射时，他在推特上声明如下: 通过使卫星变暗，SpaceX试图降低反射率
信用:SpaceX 轨道上已经有4900颗卫星，人们注意到的时间约为0%
Starlink不会被任何人看到，除非仔细观察&对天文学的进步有大约0%的影响
不管怎样，我们需要把望远镜移到轨道上
大气衰减很可怕
照片
推特
2019年5月27日 从那以后，很明显，马斯克和他创建的公司已经开始更认真地对待这些问题，并制定了一个全面的计划来解决这些问题
他们提出的这些措施在一定程度上归功于该公司与美国原子吸收协会、NRAO和维拉公司的合作
鲁宾天文台
正如他们所说: “借助AAS，我们通过与天文学家工作组的定期通话，增加了对整个社区的了解，在通话过程中，我们讨论了技术细节，提供了最新信息，并致力于如何保护天文观测向前发展…… 虽然社区理解对这个问题至关重要，但没有具体细节，工程问题很难解决
维拉C
鲁宾天文台被反复标记为最难解决的案例，所以我们在过去的几个月里一直与那里的技术团队密切合作
在其他有用的想法和讨论中，薇拉·鲁宾团队提供了一个目标亮度降低，在我们迭代亮度解决方案时，我们使用它来指导我们的工程工作
SpaceX公司还表示，他们的卫星轨道信息可以在太空轨道上获得
org和celestrak
这样天文学家就可以为他们的观测计时，以避免卫星条纹
应天文学家的要求，该公司还开始在发射前发布预测数据，以便天文台在卫星最显眼的前几个小时安排调查
要阅读SpaceX关于他们用他们的星座减轻光污染的方法的完整声明，请点击这里
会议是通过Zoom进行和记录的，因为这是一次虚拟讨论(由于冠状病毒大流行)
与SpaceX在会议上的演讲相关的材料可以通过美国国家科学院网站访问
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