科技日報報導,近年來,近地軌道衛星和太空碎片數量一直在增長,預計還在加劇。
尤其自2019年美國SpaceX發射了第一組由數千顆衛星組成的巨型星座以來,近地軌道上的衛星數量增加一倍多。每一顆新衛星都會增加它撞擊另一個繞地球軌道運行物體的風險,產生更多碎片,連鎖反應下,由級聯碰撞產生越來越小的碎片。
這些太空垃圾的威脅,近年來被提到過多次,但這一次,科學家將視角聚焦在碰撞本身之外。最新一期英國自然·天文學發表了一系列文章,專門探討了人造衛星和空間碎片對夜空亮度的影響。不斷增加的太空垃圾雲,將光反射回地球,導致了天文學界的嚴重憂慮:光污染的潛在影響,及它對地面望遠鏡和太空望遠鏡的潛在干擾。
在一篇評論文章中,義大利光污染科學與技術研究所科學家法比奧·法爾奇團隊表示,地面和來自近地軌道衛星的光污染正在增加。他們說,由於光污染,地球現在幾乎已經沒有什麼偏遠之地能滿足安放天文台的標準了,就是沒有光污染、晴空數量多、視野效果好。
這組科學家提出,對抗光污染和太空污染是一個社會政治問題而非技術問題,他們認為應當引入約束機制,停止夜間人工照明和衛星集群的迅速增加。
美暗夜諮詢公司的約翰·布蘭特尼及同事在一篇觀點文章中,計算近地軌道衛星和太空碎片增加的總體影響,他們認為,這導致全球夜空亮度上升,造成天文數據損失,因為宇宙信號可能在噪音裡丟失,也可能減少地面發現和一些觀察項目的機會。最新研究顯示,在未來十年,夜空最暗的部分將變得更亮,而天文台能夠看到的恆星數量減少約7.5%。
報導說,儘管可能很難注意到,但天空正在以天文數字的速度變化。
地面上的光污染與天空中衛星和碎片相結合,意味著天文學家正慢慢耗盡真正黑暗的地方來研究星體。
斯洛伐克科學院研究人員米洛斯拉夫·科奇法吉團隊提出一個模擬夜空亮度的新方法。他們解釋說,夜空建模通常使用米氏理論對光散射的理解。這種方法提出夜空中光散射的一個簡單的物理圖景,易於計算。但研究團隊發現這一方法可能對真實世界情形過於簡化,可能導致低估天空輝光。
美舊金山大學天文學家阿帕娜·溫卡特珊在一篇全球視點文章中,討論近地軌道日益擁擠的特徵,並強調這對天文觀察和全世界黑暗天空的消極影響。她認為,人類從先輩那裡繼承了太空的美好,亦應將美好傳承下去,太空通過科學、敘事、藝術、起源故事和文化傳統連接我們彼此,而現在它岌岌可危。
在這次討論前,科學界早已展開過光污染對天文學領域影響的研究,不過,主要針對地面光源。
在地球陸地表面的很大一部分,天空在日落後很長一段時間內繼續散發著人造暮光。這種天光是對環境有嚴重影響的光污染,會影響晝夜活動的動物,破壞人類文化遺產的重要組成部分,更會對觀星和天文學產生負面影響。
今年初發表在科學雜誌上的一項研究報告指出,在城市環境中,星星從人類視線中消失的速度是驚人的,星星能見度的變化可用每年7%—10%的天空亮度增加來解釋。如果繼續以這種速度發展,一個出生時能看到250顆星星的孩子,在18歲生日時只能看到100顆星星。
這是2011至2022年間50000多次肉眼觀察夜空的分析結果,它表明污染人們視野的,除了光學光源,其實還有各種無線電源,如手機、無線互聯網發射器、GPS衛星等。
儘管人們對光污染的認識在不斷提高,但目前的照明政策還沒有帶來任何改善,至少在陸地層面上如此。人們希望在太空層面一切還來得及。
圖:太空垃圾的分布圖。其中有兩個主要的分布帶:位於地球靜止軌道上的環狀帶及位於近地軌道上的雲狀帶。維基百科