哈勃望远镜面临来自 SpaceX 和其他公司卫星的威胁

以在推动天文学领域发展的同时记录令人惊叹的宇宙图像而闻名的哈勃太空望远镜正受到威胁。

私营公司正在发射数以千计的卫星，这些卫星正在对望远镜进行光轰炸——产生无法消除的长长的明亮条纹和光线曲线。 而且问题只会越来越严重。

A 学习，周四发表在《自然天文学》杂志上，揭示了哈勃望远镜记录的被路过卫星破坏的图像百分比的增加。 而且数据只持续到 2021 年。从那时起，SpaceX 和其他公司又发射了数千颗卫星，预计未来几年还会有更多卫星进入轨道，影响哈勃望远镜和其他可能的太空望远镜。

“我们将生活在这个问题中。 天文学将受到影响，”哈佛-史密森尼天体物理中心的天文学家乔纳森麦克道尔说，他没有参与这项研究。 “将会有无法完成的科学。 将会有更昂贵的科学研究。 会有一些我们想念的东西。”

这 哈勃太空望远镜的遗产怎么强调都不为过. 因为天文台，我们现在知道，例如，宇宙有 138 亿年的历史，大多数星系的中心都有一个超大质量黑洞，恒星在剧烈的过程中形成。 哈勃望远镜的图像——包括“创造的支柱”以及“中近 10,000 个星系的视图哈勃超深场”——永远激励人心。

但自 1990 年哈勃发射以来，轨道上的卫星数量显着增加，现在它正通过卫星场凝视宇宙。

2019 年 5 月，SpaceX 发射了第一批 Starlink 卫星，旨在向全球广播互联网信号。 不久之后，一个 强烈抗议 天文学家们担心 Starlink 的条纹会危及许多从地球上的望远镜观察宇宙的活动。

作为回应，SpaceX 的创始人兼首席执行官埃隆·马斯克 (Elon Musk) 建议 天文学家通过将望远镜移入轨道来绕过这个问题。

但是哈勃望远镜位于距地球表面约 335 英里的近地轨道上，实际上位于大多数 Starlink 卫星下方不到 10 英里处。 这意味着天文台和其他轨道太空望远镜仍面临来自卫星星座的干扰。 “你不仅必须将望远镜放在太空中，而且还必须将它们放在所有其他交通工具之上，”麦克道尔博士说。

“我认为我们将在未来几十年内被迫这样做，”他说。 但这对于当前的近地轨道望远镜或政府正在建造和在未来几年发射的航天器来说是不可能的。

为了量化卫星星座对哈勃望远镜的影响，德国马克斯普朗克地外物理研究所的天文学家 Sandor Kruk 和他的同事分析了 2002 年至 2021 年拍摄的图像档案。

他们得到了数百名公民科学家的帮助，他们仔细研究了图像以标记那些具有清晰卫星条纹的图像。 该数据集随后被用作机器学习算法的训练集，该算法分析了超过 100,000 张哈勃望远镜照片。 他们的结果表明，从 2009 年到 2020 年，在哈勃图像中看到卫星的几率仅为 3.7%。 但在 2021 年看到一个的机会是 5.9%——他们说这一增加与 Starlink 相对应。 截至分析之日，已有 1,562 颗 Starlink 卫星在轨运行。 另一家公司 OneWeb 已经发射了 320 颗卫星。

欧洲航天局的天文学家、这项新研究的合著者马克·麦考林对他们的分析充满信心，但指出目前这只是一个小问题。 通常情况下，哈勃会拍摄多张堆叠在一起的图像——这种技术会擦除任何卫星。

美国宇航局也同意。 “虽然此类分析可能会显示随着时间的推移检测到的卫星轨迹逐渐增加，但大多数这些条纹很容易使用标准数据减少技术去除，并且大多数受影响的图像仍然可用，”一位女发言人谈到最新研究时说。 “卫星条纹目前不会对哈勃的科学效率和数据分析构成重大威胁。”

当哈勃望远镜调查大片天空时，这种威胁会更高。 然后它可能只拍摄一两张图像，然后再重新定向其相机。 如果卫星照片轰炸了其中一张图片，则该图片可能不得不被丢弃。

此外，卫星可能对尚未发射的望远镜构成严重威胁。 今年年底，中国计划将中国巡天太空望远镜送入近地轨道。 Xuntian 将拥有比 Hubble 更大的视野，这使得卫星更难在未被发现的情况下溜走。

“它会立即受到这些卫星的严重影响，”麦克道尔博士说。

而寻天也不能简单的发射到更高的轨道上。 中国的计划是让望远镜与天宫空间站共享轨道，以便宇航员在必要时对其进行翻新。

SpaceX 的一位发言人拒绝就这项新研究发表评论，但指出该公司过去为减轻 Starlink 的影响所做的努力。 该公司尝试了多种方法来使其卫星变暗，包括 镜膜 旨在将光线从地面引导出去。 但是没有参与这项研究的贝尔法斯特女王大学的行星科学家梅格·施瓦姆担心，光线会被向上引导，这可能会使天基望远镜的情况恶化。

目前的未知数太多了，包括最终的卫星数量。

SpaceX 希望最终将其舰队规模扩大到 42,000 颗 Starlink 卫星。 许多其他公司也在市场上：亚马逊、英国卫星供应商 OneWeb、一家名为 Galaxy Space 的中国公司，甚至还有政府。 一个组合 431,713 颗卫星 计划在未来几年推出。

“目前有点疯狂，”McCaughrean 博士说。

这一估计是基于向美国联邦通信委员会和国际电信联盟提交的文件。 但即使只发射了 100,000 颗卫星，自新研究开展以来，在轨卫星的数量也会增加 10 倍——这意味着大约 50% 的哈勃图像会发现卫星。 如果其他所有图像都有卫星条纹，研究人员会担心可以收集到多少可用的科学数据。

“哈勃什么时候不再有用了？” 麦考林博士问道。 “这可能需要 10 年或 20 年的时间，但你会说，‘我们别再费心了。’这并不是不可想象的。”