來源:老粥科普
天文學的覆滅不可避免?
早在幾千年前,人類就學會了通過觀測天體相互運動來預言人的命運和事物兇吉,專門將天體運動與神神鬼鬼相結合的人被稱為占卜術士。漸漸地,觀測天體的技術越來越先進、觀測設備越來越復雜昂貴,隨著對宇宙規律了解越來越多,人類科學取得了極大進步。占卜術士進化為天文學家,并且進一步形成天體測量學、天體物理學和天體力學三大分支學科。在你我不知不覺間,由天文學進步帶來的科學成果早已滲透到生活的方方面面。
從觀星到天文學是人類科學的進步
然而近幾年,全世界天文學家們都在大聲疾呼:因為馬斯克的瘋狂舉動,天文學這門古老學科將成為歷史,為了全人類的福祉與未來,我們必須拯救它!
天文學家也學會了杞人憂天?
有人說,馬斯克不就是放了幾顆衛星嗎。天上有那么多衛星,之前也沒見天文學家抱怨過,為什么一輪到天才馬斯克發射星鏈,大家都跳出來反對,這會不會是杞人憂天?
一串新的星鏈衛星進入太空如果你真站在天文學的角度來看問題,恐怕就不這么想了。從1957年人類將第一顆人造衛星送上天起,至今總共發射了8500顆各種航天器,其中大部分已經墜毀或飛向深空,目前環繞地球軌道飛行的衛星大約還剩2500顆。而馬斯克在幾年時間里就發射了1000顆小衛星,這些小家伙全在近地軌道飛行,并且未來馬斯克的SpaceX公司還將發射41000顆衛星,組成總計42000顆衛星的龐大互聯網星座!
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馬斯克的星鏈非常密集天文學家們觀測宇宙最有力的工具是各種望遠鏡,如果說此前望遠鏡視野里是相對清澈的宇宙圖像,以后他們看到的將滿是星鏈衛星留下的光柵。請注意,下圖只是星鏈的其中一組60顆衛星在天空留下的痕跡。
當馬斯克發射完12000顆衛星后,夜空會變成什么樣子呢?天文學家用軟件模擬了未來夜空的情景,你會發現望遠鏡里全都是SpaceX小衛星。遙遠恒星的亮度很低,光學望遠鏡需要對夜空進行長時間曝光,每一顆近地衛星都會在望遠鏡的CCD上留下一條亮線,如果再增加30000顆衛星會怎么樣?70%的天空被星鏈覆蓋,這對于天文學來說無疑是災難。
12000顆衛星時,望遠鏡視野中的景象馬斯克說,你們不用擔心,我會把衛星天線涂成黑色,這樣它的反光會變小。但無論如何,衛星始終在那兒,它們照樣會遮擋星光,只不過白線換成灰線罷了。
星鏈會對我國的FAST望遠鏡有影響嗎?
這是許多中國網友關心的問題。FAST為“500米孔徑球面射電望遠鏡”的簡稱,它是目前地球上面積最大、精確度和靈敏度最高的單體射電望遠鏡,被稱為“中國天眼”。在2020年美國阿雷西博望遠鏡坍塌之后,中國投資近7億建造的這個大科學裝置成為“世界之眼”,它在國際天文觀測和研究的地位無可替代。
FAST望遠鏡為了避免無線電信號干擾,絕大多數射電望遠鏡都建在人跡罕至之處,并且我們在接近它時需要關閉手機等電子設備。即便如此,天線還是經常會監測到包括無線廣播、飛機和衛星通信以及無線通信基站信號的干擾,廣播和手機干擾很強,使得FAST在這些頻段的數據無法使用。
FAST在一些頻段被干擾
地面基站干擾FAST,我們可以在某些觀測時段關閉附近的基站,但馬斯克可不管這些,是不是說星鏈衛星也會嚴重干擾FAST射頻信號接收,導致我們7億的科學投資打水漂呢?
好消息不是沒有,因為任務設計,FAST天線工作頻率范圍在70MHz~3.0GHz,它主要接收宇宙中10cm~4.3m波長的信息,其它不管。而星鏈衛星工作頻率如下表所示:
星鏈的發射和接收頻率
也就是說,星鏈衛星向下發射信號的頻率最低也有10.7GHz,這比我們FAST的最高接收頻率要高出許多,因此星鏈衛星對FAST來說幾乎是透明的,它不會對中國天眼構成危害。
星鏈對天文學的負面影響依然巨大
讀到這里你可能松了口氣,但天文學家的憤怒并沒有并點消減,天文學對宇宙研究并不僅限于10GHz以下。宇宙中各種物質會發射不同頻率的射電波,目前超大規模望遠鏡陣列接收的頻率覆蓋1GHz~50GHz范圍,其中一些科學家非常重視的物質頻率就被星鏈衛星信號覆蓋。比如說我們想探測宇宙中哪里有水,需要接收羥基(OH自由基)在10.68~10.7GHz范圍內的射頻信號,這時候同樣在10.7GHz工作的星鏈衛星就會造成極大干擾。
星鏈會對外星生命探索造成干擾科學家們耗資數十億歐元在南非建設了一個名為“平方公里陣列(SKA)”的項目,計劃通過孔徑合成技術,以幾千臺射天望遠鏡組成一個面積達1平方公里的巨大射電望遠鏡。以此了解宇宙起源、尋找外星生命。SKA的頻率范圍很寬,其中包括氨基酸譜線在內的許多頻段都被星鏈給占用了,一旦星鏈投入運行,SKA的數十億投資大概率會付之流水,你能想象科學家們會有多么憤怒!