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马斯克42000颗星链卫星干扰,中国投资7亿的FAST被废?

天文学的覆灭不可避免?

早在几千年前,人类就学会了通过观测天体相互运动来预言人的命运和事物凶吉,专门将天体运动与神神鬼鬼相结合的人被称为占卜术士。渐渐地,观测天体的技术越来越先进、观测设备越来越复杂昂贵,随着对宇宙规律了解越来越多,人类科学取得了极大进步。占卜术士进化为天文学家,并且进一步形成天体测量学、天体物理学和天体力学三大分支学科。在你我不知不觉间,由天文学进步带来的科学成果早已渗透到生活的方方面面。

从观星到天文学是人类科学的进步

然而近几年,全世界天文学家们都在大声疾呼:因为马斯克的疯狂举动,天文学这门古老学科将成为历史,为了全人类的福祉与未来,我们必须拯救它!

天文学家也学会了杞人忧天?

有人说,马斯克不就是放了几颗卫星吗。天上有那么多卫星,之前也没见天文学家抱怨过,为什么一轮到天才马斯克发射星链,大家都跳出来反对,这会不会是杞人忧天?

一串新的星链卫星进入太空

如果你真站在天文学的角度来看问题,恐怕就不这么想了。从1957年人类将第一颗人造卫星送上天起,至今总共发射了8500颗各种航天器,其中大部分已经坠毁或飞向深空,目前环绕地球轨道飞行的卫星大约还剩2500颗。而马斯克在几年时间里就发射了1000颗小卫星,这些小家伙全在近地轨道飞行,并且未来马斯克的SpaceX公司还将发射41000颗卫星,组成总计42000颗卫星的庞大互联网星座!

马斯克的星链非常密集

天文学家们观测宇宙最有力的工具是各种望远镜,如果说此前望远镜视野里是相对清澈的宇宙图像,以后他们看到的将满是星链卫星留下的光栅。请注意,下图只是星链的其中一组60颗卫星在天空留下的痕迹。

一组星链在望远镜中留下的光栅

当马斯克发射完12000颗卫星后,夜空会变成什么样子呢?天文学家用软件模拟了未来夜空的情景,你会发现望远镜里全都是SpaceX小卫星。遥远恒星的亮度很低,光学望远镜需要对夜空进行长时间曝光,每一颗近地卫星都会在望远镜的CCD上留下一条亮线,如果再增加30000颗卫星会怎么样?70%的天空被星链覆盖,这对于天文学来说无疑是灾难。

12000颗卫星时,望远镜视野中的景象

马斯克说,你们不用担心,我会把卫星天线涂成黑色,这样它的反光会变小。但无论如何,卫星始终在那儿,它们照样会遮挡星光,只不过白线换成灰线罢了。

星链会对我国的FAST望远镜有影响吗?

这是许多中国网友关心的问题。FAST为“500米孔径球面射电望远镜”的简称,它是目前地球上面积最大、精确度和灵敏度最高的单体射电望远镜,被称为“中国天眼”。在2020年美国阿雷西博望远镜坍塌之后,中国投资近7亿建造的这个大科学装置成为“世界之眼”,它在国际天文观测和研究的地位无可替代。

FAST望远镜

为了避免无线电信号干扰,绝大多数射电望远镜都建在人迹罕至之处,并且我们在接近它时需要关闭手机等电子设备。即便如此,天线还是经常会监测到包括无线广播、飞机和卫星通信以及无线通信基站信号的干扰,广播和手机干扰很强,使得FAST在这些频段的数据无法使用。

FAST在一些频段被干扰

地面基站干扰FAST,我们可以在某些观测时段关闭附近的基站,但马斯克可不管这些,是不是说星链卫星也会严重干扰FAST射频信号接收,导致我们7亿的科学投资打水漂呢?

好消息不是没有,因为任务设计,FAST天线工作频率范围在70MHz~3.0GHz,它主要接收宇宙中10cm~4.3m波长的信息,其它不管。而星链卫星工作频率如下表所示:

星链的发射和接收频率

也就是说,星链卫星向下发射信号的频率最低也有10.7GHz,这比我们FAST的最高接收频率要高出许多,因此星链卫星对FAST来说几乎是透明的,它不会对中国天眼构成危害。

星链对天文学的负面影响依然巨大

读到这里你可能松了口气,但天文学家的愤怒并没有并点消减,天文学对宇宙研究并不仅限于10GHz以下。宇宙中各种物质会发射不同频率的射电波,目前超大规模望远镜阵列接收的频率覆盖1GHz~50GHz范围,其中一些科学家非常重视的物质频率就被星链卫星信号覆盖。比如说我们想探测宇宙中哪里有水,需要接收羟基(OH自由基)在10.68~10.7GHz范围内的射频信号,这时候同样在10.7GHz工作的星链卫星就会造成极大干扰。

星链会对外星生命探索造成干扰

科学家们耗资数十亿欧元在南非建设了一个名为“平方公里阵列(SKA)”的项目,计划通过孔径合成技术,以几千台射天望远镜组成一个面积达1平方公里的巨大射电望远镜。以此了解宇宙起源、寻找外星生命。SKA的频率范围很宽,其中包括氨基酸谱线在内的许多频段都被星链给占用了,一旦星链投入运行,SKA的数十亿投资大概率会付之流水,你能想象科学家们会有多么愤怒!

星链严重破坏SKA的运行