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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