天文学家对星链卫星反射阳光可能影响天文观测表示担忧,SpaceX为此采取了哪些缓解措施?

Mark Washington
Mark Washington
Satellite communication expert with 15 years' experience.

好的,我们来聊聊星链卫星反光这个事儿,以及SpaceX是怎么想办法解决的。

这事儿得从头说起。天文学家们观测宇宙,通常需要用望远镜长时间对着一个天区曝光,才能拍到那些非常遥远又暗淡的星系。这就像在漆黑的夜晚拍萤火虫,需要把相机快门开很久。

问题来了,星链卫星在天上飞,它本身不发光,但它的表面,特别是天线,就像一面镜子,会反射太阳光。当这些亮闪闪的卫星划过望远镜的视野时,就会在照片上留下一道道明亮的条纹,把真正要观测的天体信号给“污染”了。对于天文学家来说,这简直是灾难,好不容易拍到的珍贵数据可能就这么废了。

天文学界对此怨声载道,SpaceX也确实听进去了,并且采取了一系列措施来“给卫星戴上墨镜”。

SpaceX的主要缓解措施

你可以把这些措施看作是SpaceX的“三步走”策略:

1. 第一次尝试:涂黑漆 (DarkSat)

  • 想法: 最直观的想法就是,既然是反光,那我把它涂成黑的不就行了?黑色吸光,反光就少了。
  • 行动: SpaceX发射了一颗实验卫星,叫做“暗星”(DarkSat),把卫星上最容易反光的部分涂上了特殊的黑色涂料。
  • 结果: 效果是有的,卫星确实变暗了。但新问题来了,黑色不仅吸光,还吸热。这导致卫星的温度变得太高,可能会影响内部精密电子元件的正常工作和寿命。所以,这个方案治标不治本,不是长久之计。

2. 升级方案:加装遮阳板 (VisorSat)

  • 想法: 既然涂黑了会“发烧”,那就换个思路。反光主要是因为太阳光照到了卫星的亮面上,那我给它加个“遮阳帽”挡住阳光不就行了?
  • 行动: SpaceX设计了一种叫做“遮阳板”(Visor)的装置。这个遮阳板由一种对无线电波透明的特殊材料制成(这样就不会影响卫星的通信功能),在卫星部署到轨道后展开,像帽檐一样,正好挡住阳光照射到卫星最亮的天线阵列上。
  • 结果: 这是个非常成功的方案!加装了遮阳板的“VisorSat”比最初的卫星亮度降低了大约70%,效果显著,而且没有过热问题。这成为了后来发射的大部分第一代星链卫星的标配。

3. 新一代卫星的根本性改进 (Gen2)

  • 想法: 对于体积更大、功能更强的第二代(Gen2)星链卫星,SpaceX从设计之初就考虑了光污染问题,要做得更彻底。
  • 行动:
    • 介电镜膜(Dielectric Mirror Film): 他们使用了一种更高级的“黑科技”薄膜。这种薄膜像一个定向的镜子,能将大部分照射到它上面的太阳光反射到远离地球的深空去,而不是吸收掉。这样既解决了反光问题,也避免了卫星过热。
    • 优化飞行姿态: SpaceX还通过软件控制,在卫星上升到最终轨道的过程中,调整其飞行姿态,让它尽可能“侧着身子”对着地球上的观察者,减少反射面积。就像你把一面镜子竖起来,正对着你很晃眼,但侧过来只看到一个边,就好多了。

总结一下

总的来说,SpaceX确实在努力解决这个问题,而且技术方案也在不断迭代升级。从简单的“涂黑”到巧妙的“遮阳板”,再到新一代卫星上使用的“黑科技薄膜”,效果是越来越好的。

当然,天文学家们还是有些担心。因为即使每颗卫星都变得很暗,但未来天上将有成千上万颗星链卫星。数量多了,累积效应依然是个挑战。所以,这仍然是一个天文学界和SpaceX需要持续沟通和协作解决的问题。但至少,SpaceX展现出的积极态度和工程上的努力是值得肯定的。