《科学画报》
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天空“来客”
2022-08-11 07:32:002019年5月的一天，美国史密斯学院的天文学家詹姆斯·洛温塔尔和他的几名学生眺望着夜空。那晚的夜空美丽、澄澈。突然，一名学生叫了起来：“那是什么？”顺着他的手指望去，只见几十个闪亮的光点排成笔直的直线，划过漆黑的夜空。
“我一眼就认出了那是什么，”洛温塔尔说，“我也知道，夜空永远都不会再跟以前一样了。”
洛温塔尔和他的学生看到的，是由美国太空探索公司发射的60颗卫星。这家公司正在实施一项叫作“星链”（Starlink）的互联网通信项目，他们计划在接下来的几年内发射12000颗这样的卫星作为通信设备。也有其他公司正在筹备类似的项目，例如亚马逊公司的“库伊伯”（Kuiper）计划。
如果项目成功的话，这些卫星将构建起基于卫星的互联网服务，使网络信息传输得更快，覆盖得更广。不过，包括洛温塔尔在内的一些科学家也不无担忧——地球轨道上骤然出现这么多明亮的人造天体，势必会影响天文学观测，也会改变人们观看夜空的视野。
“星链”的创新之举
“星链”旨在解决互联网服务的两个问题：一是连不上网，二是网速不够快。高速互联网通常通过光纤电缆传输到千家万户，数据在其中以光脉冲的形式传播。但是，光纤电缆常常覆盖不到偏僻的地区，一些贫困地区的居民也支付不起宽带费。在美国，就有约6%的人口无法使用高速互联网服务。当他们需要进行远程学习、居家办公、在线就医时，就会面临诸多不便。
另外，信号在光纤电缆中长距离传输时总会有延迟。为了解决这个问题，“星链”不使用光纤电缆传输信号，而是先将信号在卫星之间传输，再将信号发送到地面上的终端。数据在卫星之间以电磁辐射或者光波的形式传播，速度可达3×105千米/秒，比光脉冲在光纤电缆中的传播速度要快得多，这样就可以为地球上几乎所有地区提供高速、可靠的互联网服务，即使在偏远的乡村，或者是海洋上航行的船只也可以通过“星链”连上网络。太空探索公司和亚马逊公司都声称，基于这一技术的通信系统能够向几十亿人提供快速的互联网服务，从而消弭数字鸿沟。
虽然“星链”目前只发射了一部分卫星，但是它的价值已经凸显了出来。2020年8月，美国华盛顿州发生了一起火灾，光纤电缆在火灾中被损坏，这时，应急响应人员使用了“星链”提供临时互联网服务，让紧急撤离的家庭也能正常使用无线网络和电话。
拥挤的天空
作为一名从事天文研究的圈内人士，洛温塔尔当然明白“星链”的意义。但是他的担心也不是多余的：这些卫星会反射阳光，使得它们在夜晚闪闪发亮，这就产生了光污染；而光污染不仅为天文观测带来了困难，还有可能干扰天文观测结果。
对于天文学家来说，光污染可是个大麻烦。银河系中有几十亿颗星星，在19世纪，人们抬起头就可以看到满天繁星，即使是在人口稠密的大城市也不例外。但是自从20世纪以来，随着电灯的使用越来越普遍，光污染也日益严重，如今，美国只有20%的地方可以用肉眼看到银河。洛温塔尔说：“银河系是我们的家园，看不到银河系令人痛心。”
共同努力
洛温塔尔和一支由多国天文学家组成的团队一起，正在开发一个计算机模型，用来分析像“星链”这样的互联网卫星将对天文学研究产生怎样的影响。洛温塔尔的团队也在跟太空探索公司的工程师积极合作，尽可能消除这些卫星给天文观测带来的负面影响。太空探索公司也为此做出了一系列改变，例如：后来发射的卫星的底部被涂成黑色，从而减少对太阳光的反射；遮阳板也被用来遮挡太阳光。这些改进措施起到了很大的作用，后续批次的卫星减少了60%的反射，我们在地球上已经用肉眼看不到它们了。
受“星链”影响的不仅仅是天文学家，还有一大批天文爱好者和星空摄影师。洛温塔尔说：“我们都希望能拥有干净的、纯粹的天空，我希望有更多人关注这个问题。”
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