衛星光害日益嚴重，未來十年 96% 太空影像將受干擾

隨著衛星發射數量的激增，哈伯太空望遠鏡（Hubble telescope）及其他繞地球運行的望遠鏡在捕捉清晰影像方面面臨越來越大的挑戰。根據美國國家航空暨太空總署（NASA）研究人員發表在《自然》期刊上的一項研究，衛星的光跡可能會影響哈伯太空望遠鏡所拍攝的近 5.9% 影像，並預測在未來十年內，其他三個望遠鏡的影像受影響比例可能高達 96%。這個現象可能會危及科學家們發現潛在危險小行星或新行星的能力，若不採取措施限制來自新興衛星大群的光污染，我們對太空的觀察將變得更模糊。

NASA研究科學家兼該研究的首席作者亞歷杭德羅·博拉夫（Alejandro Borlaff）表示，這個問題的規模令人震驚。隨著發射成本降低和如SpaceX的Starlink等電信衛星的激增，太空中出現新挑戰。根據歐洲太空總署的數據，自2019年以來，繞地球運行的衛星數量從5,000顆增至超過15,800顆，若未來十年內計劃中的衛星發射如期進行，這個數字可能會達到560,000顆。

博拉夫及其同事模擬了在這些衛星發射後，四個望遠鏡可能觀察到的情況。他們預測，哈伯太空望遠鏡在每次曝光中可能會意外捕捉到平均2.14顆衛星，而預計明年發射的中國天宮太空站望遠鏡巡天太空望遠鏡（Xuntian）則可能在每次曝光中捕捉到平均92顆衛星。

▲ a至d的圖像為哈伯（a）、SPHEREx（b）、巡天（Xuntian）（c）以及ARRAKIHS（d）太空望遠鏡的模擬曝光影像，顯示了受衛星光跡污染影響的區域。（Source：論文，下同）

這個問題不僅是意外捕捉到衛星的影像，這些衛星反射來自太陽、月亮或地球的光，可能會明亮到以遮蔽本可捕捉到的細節。博拉夫解釋說，研究人員可能無法檢測到恆星亮度的變化，這可能表明存在外行星，「因為衛星在你面前經過，你將失去這些資訊」。

▲ 此圖將衛星的高度與哈伯太空望遠鏡、巡天太空望遠鏡（中國太空站望遠鏡）、SPHEREx 以及研議中的 ARRAKIHS 任務的軌道進行比較。衛星星座的標籤顯示了計畫中的衛星數量。每個符號代表 10 顆衛星。

博拉夫強調，現在是尋找解決方案的時候，否則在軌道上的衛星數量將會過多。然而設計更暗、更不反光的衛星帶來新問題，因為這些衛星往往會變得更熱，並因此釋放更多的紅外光。SpaceX已經測試名為「Darksat」的Starlink衛星，成功將反射亮度降至55%，並承諾將衛星調暗至不超過7級，使其難以被肉眼察覺。此外，SpaceX同意在衛星經過主要無線電天文台時暫停傳輸。研究人員還嘗試在衛星交叉路徑的可能性較低的時間和地點拍攝影像，但隨著太空越來越擁擠，這個努力變得更困難。這需要地面上與發射衛星的公司和政府進行更多的協調，或許可以考慮將衛星放置在低於望遠鏡的軌道上，以避免阻礙其視野，或規範衛星的部署位置。

博拉夫表示：「必須找到一種最佳方式來安置衛星星座和太空望遠鏡，以便我們能夠以可持續的方式共存。」