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SpaceX星链卫星影响天文观测,受影响图像数量两年间增加35倍

2022-01-18 10:18  阅读量:8378   来源:C114通信网   

,天文学家在巡天望远镜所拍摄的图像分析证实,天文观测图像中出现星链卫星轨迹的情况越来越多如果 SpaceX 获批卫星全部升空,相关望远镜观测图像中都将会出现星链卫星轨迹,这对黄昏时分天文观测产生的影响更大

SpaceX星链卫星影响天文观测,受影响图像数量两年间增加35倍

SpaceX 旗下星链互联网服务需要在轨运行密集的卫星群来提供低延迟网络连接服务目前整个星链系统已经有超过 1500 颗在轨卫星,美国联邦通信委员会此前已经批准了 12000 颗星链卫星的发射这让天文学家忧心忡忡尽管 SpaceX 已采取措施减少卫星运行所产生的影响,但无法完全消除地面观测中卫星所留下的痕迹

这一问题有多严重在过去的两年时间里,天文学家发现巡天望远镜所拍摄画面中,受星链卫星轨迹影响的图像数量增加了 35 倍研究人员估计,如果星链按计划发射所有卫星,几乎每一张观测图像中都至少有一条星链卫星的轨迹

放眼望去太多了

天文学家用于分析这一影响的地面观测设施是帕洛玛天文台的茨威基瞬变设施 ZTF 被用于捕捉宇宙中的超新星等罕见事件,其反复扫描整个天空,用软件筛查在早期图像中不存在但在后期图像中出现的物体ZTF 的高灵敏度使其能够很好地识别出小行星以及太阳系中其他较暗的天体

ZTF 主要通过宽视场和巨型相机来快速扫描整个天空,但这也增加了看到星链卫星轨迹的可能性。

为了确定星链卫星被 ZTF 相机捕捉到的频率,研究团队采集了所有星链卫星的轨道数据,并将其与 ZTF 每一张存档图像中观测的天空区域进行比较一旦一幅图像被确定为可能捕捉到星链卫星图像,研究人员就会使用软件来检测图像中是否存在明亮轨迹这一分析涵盖了从 2019 年 11 月到 2021 年 9 月大约两年时间的 ZTF 观测图像

图示:蓝色是每十天内望远镜观测图像中出现星链卫星轨迹的数量,红色是同期在轨运行的星链卫星数量。SpaceX卫星链网络的第一阶段将发射4400颗卫星,这些卫星分为五组。该公司将根据不同的轨道高度和倾角将卫星分成不同的组。今年5月,SpaceX在东海岸成功发射了一批卫星链,这意味着第一批卫星全部发射完毕。9月,搭载激光通信技术的V5卫星首次发射,SpaceX将其命名为第二组星链的首次发射。据悉,SpaceX的第二组卫星主要在极地上空运行,包括720颗卫星;第四组的卫星数量与第一组相同,有1584颗卫星。。

这段时间 SpaceX 正在快速打造星链网络起初只有大约 100 颗星链在轨运行,通常 ZTF 望远镜在 10 天的观测中不会探测到一颗星链卫星当 500 颗卫星进入轨道后,看不到星链卫星的周期有所缩短当近地轨道上有超过 1500 颗星链卫星时,ZTF 通常会在 10 天左右的时间内记录到超过 200 颗卫星

黄昏时分进行观测所受到的影响最为明显那些捕捉地平线的观测角度会让星链卫星轨迹占据观测图像的更多空间此外黄昏时分太阳所处位置也点亮了更多卫星因此,大约 64% 的星链卫星轨迹是在黄昏时分拍到的伴随着卫星数量的增加,观测图像中出现卫星轨迹的数量也出现了爆炸式增长在 2020 年末,只有大约 6% 的黄昏观测图像受到影响到 2021 年底,这一数字增长到 18%

伴随着天文学界的抱怨越来越多,SpaceX 在新一代星链卫星上安装了遮光罩研究人员比较了不同星链卫星的能见度,发现使用遮光罩的星链卫星亮度下降了大约 4.6 倍,但卫星可见性仍然高于解决问题研讨会上所设定的目标

目前图像中的星链卫星轨迹细小,加之可以通过软件进行识别并处理,所以对天文观测的影响不算大研究人员估计,目前而言,因为与星链卫星轨迹重合而导致错过罕见天文事件的概率只有 0.04%但是,由于这个问题在黄昏观测中最为严重,更有可能影响到天文学家对彗星和小行星等太阳系内天体的搜索这一问题还可能会变得更糟SpaceX 已经获准发射 1 万多颗星链卫星当在轨运行的星链卫星数量超过 1 万颗时,每一张黄昏时分拍摄的图像都可能包含一条星链轨迹SpaceX 表示,其最终希望将在轨运行的卫星数量增加到 4 万颗以上,那样所有在黄昏时分观测的图像都可能包含四条星链卫星轨迹

此外,SpaceX 并不是唯一一家计划提供卫星互联网服务的公司如果所有公司都按照计划发射卫星,望远镜可以观测到的近地轨道卫星将多达 10 万颗

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