衞星太多 干擾射電天文學研究
2020-10-13 10:48:01      來源:《中國科學報》

成千上萬的衞星不僅會帶來光污染,還會干擾射電天文學的研究。圖片來源:ESA-SCIENCE OFFICE

太空中的衞星會影響望遠鏡觀測環境,大量發射衞星的做法已經引起光學天文學家的不滿。如今,射電天文學家也開始擔憂。近日,下一代巨型射電望遠鏡——平方公里陣列射電望遠鏡(SKA)團隊發佈了一項報告,分析了太空公司SpaceX的星鏈計劃等可能產生的影響。

射電望遠鏡的正常運行需要其處在無線電靜區。以SKA為例,其建成後將成為世界上最大的射電天文台,投入運行時,天文台方圓十萬平方公里內將嚴禁使用手機。

即便如此,望遠鏡仍會受到干擾。按照星鏈計劃,超過一萬顆衞星得到了發射許可,目前已有上百顆衞星成功發射。這些衞星將在空中組網,為偏遠地區提供互聯網服務,也會讓太空佈滿無線電信號。

這些衞星不僅會導致光電天文學家的望遠鏡視場中出現許多明亮的條紋,也會影響SKA的射電波段,妨礙研究者尋找宇宙中的有機分子。

SKA的報告指出,星鏈計劃中的衞星會佔用10.7~12.1兆赫茲波段,這與SKA南非天文台的7個觀測波段之一重合。報告還分析了6400顆衞星可能產生的影響,包括主瓣波束和旁瓣波束。

這些衞星的信號傳輸將導致下行鏈路波段喪失70%的靈敏度,若空中的組網衞星達到10萬個,天文台將徹底無法使用與衞星重合的波段,也無法探測到氨基酸、甘氨酸等最基本的分子。這一波段還可能被用於探測遙遠星系中的水分子痕跡,這是宇宙學研究中用於探尋暗物質如何加速宇宙膨脹的關鍵標記。

目前,聯合國外層空間事務廳已經就SKA發佈的報告展開討論,討論內容包括如何避免衞星帶來的光污染和電磁輻射。一些窄頻帶長期以來受到國際電信聯盟的保護,建立無線電靜區、在偏遠地區架設望遠鏡也是規避手段。

不過,當衞星飛過望遠鏡上空時,仍然會產生干擾。射電天文學家希望衞星飛過天文台上空時能關閉發射機、移到其他頻段或面向遠方。SpaceX也正與射電天文學家溝通,討論實時協調等方案。

參與討論的科學家則希望,未來的低軌衞星設計可以避免向射電望遠鏡和無線電靜區發射波束,旁瓣泄漏也可得到控制,這些建議將於明年展開進一步討論 。

編輯: 曾子芮 責任編輯: 孫紅亮

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