卫星星座的崛起:对射电天文学的严峻挑战与应对之道
编辑者: Tetiana Martynovska 17
随着人类对宇宙的探索不断深入,射电天文学这一关键学科正面临着前所未有的挑战。自20世纪30年代卡尔·扬斯基首次探测到银河系的射电波以来,射电天文学开启了观测宇宙的新篇章。二战后,技术的飞跃,特别是军用雷达设备的转化应用,极大地推动了该领域的发展。如今,中国天眼(FAST)和平方公里阵列(SKA)等巨型射电望远镜,正以前所未有的精度和广度拓展着我们对宇宙的认知边界。
然而,近十年来,低地球轨道(LEO)卫星星座的爆炸式增长,正悄然威胁着射电天文学赖以生存的“宁静天空”。欧洲低频阵列(LOFAR)望远镜的观测结果显示,包括SpaceX的星链(Starlink)在内的卫星电子设备,会释放出非预期的电磁辐射(UEMR)。这种辐射频段宽广,强度之高,足以淹没射电望远镜捕捉到的来自遥远宇宙的微弱信号。截至2025年,SpaceX的星链卫星数量已超过8000颗,并计划大幅增加,这使得累积的射电噪声不断攀升,对天文观测构成持续威胁。一项研究指出,新一代星链卫星(V2-mini)产生的UEMR比其前代产品高出32倍,其信号强度甚至可能达到LOFAR探测到的最微弱宇宙天体的千万倍,这对射电天文学观测能力构成了巨大考验。
面对这一严峻挑战,天文学家与卫星运营商正积极寻求合作,共同探索缓解干扰的策略。SpaceX已与国际天文学联合会(IAU)的“卫星星座干扰保护暗夜与静空中心”(IAU CPS)展开合作,致力于通过改进卫星设计等技术手段,降低UEMR的产生。同时,联合国和平利用外层空间委员会(COPUOS)已将研究卫星星座对射电天文学影响的议题列入其议程,旨在推动制定保护“射电静区”的国际准则。这些“射电静区”是经过严格规划的区域,通过限制射电传输,为射电望远镜提供必要的“安静”环境。然而,卫星星座的全球覆盖特性,使其不受地面“射电静区”法律的约束,给保护工作带来了新的复杂性。
IAU CPS的成立,标志着国际社会对保护“暗夜与静空”的重视。该中心由美国国家光学红外天文研究实验室(NOIRLab)和平方公里阵列天文台(SKAO)共同主办,旨在协调全球天文学界的力量,与行业和监管机构携手,共同应对卫星星座带来的干扰。联合国COPUOS的积极介入,也表明了国际社会对平衡技术发展与科学探索的决心。通过技术合作,如SpaceX与天文学家共同开发的自动数据共享系统,能够实时协调卫星运行,最大限度地减少对天文观测的影响。尽管挑战重重,但天文学家、卫星运营商和国际组织的共同努力,正为在卫星通信的蓬勃发展与人类对宇宙的永恒探索之间,寻找一条可持续的和谐之路。
来源
Universe Today
New Radio Astronomical Observations Confirm Unintended Electromagnetic Radiation Emanating from Large Satellite Constellations
SpaceX partners with astronomers to protect radio astronomy from satellite interference
U.N. committee to take up issue of satellite interference with astronomy
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