以在推動天文學領域發展的同時記錄令人驚嘆的宇宙圖像而聞名的哈勃太空望遠鏡正受到威脅。
私營公司正在發射數以千計的衛星，這些衛星正在對望遠鏡進行光轟炸——產生無法消除的長長的明亮條紋和光線曲線。 而且問題只會越來越嚴重。
A 學習，週四發表在《自然天文學》雜誌上，揭示了哈勃望遠鏡記錄的被路過衛星破壞的圖像百分比的增加。 而且數據只持續到 2021 年。從那時起，SpaceX 和其他公司又發射了數千顆衛星，預計未來幾年還會有更多衛星進入軌道，影響哈勃望遠鏡和其他可能的太空望遠鏡。
“我們將生活在這個問題中。 天文學將受到影響，”哈佛-史密森尼天體物理中心的天文學家喬納森麥克道爾說，他沒有參與這項研究。 “將會有無法完成的科學。 將會有更昂貴的科學研究。 會有一些我們想念的東西。”
哈勃太空望遠鏡的遺產怎麼強調都不為過。 因為天文台，我們現在知道，例如，宇宙有 138 億年的歷史，大多數星系的中心都有一個超大質量黑洞，恆星在劇烈的過程中形成。 哈勃望遠鏡的圖像——包括“創生之柱”中絢麗的氣體和塵埃雲，以及“創生之柱”中近 10,000 個星系的景象哈勃超深場”——永遠激勵人心。
但自 1990 年哈勃發射以來，軌道上的衛星數量顯著增加，現在它正通過衛星場凝視宇宙。
2019 年 5 月，SpaceX 發射了第一批 Starlink 衛星，旨在向全球廣播互聯網信號。 不久之後，天文學家們發出強烈抗議，他們擔心 Starlink 的條紋會危及從地球上的望遠鏡觀察宇宙的一系列活動。
作為回應，SpaceX 的創始人兼首席執行官埃隆·馬斯克 (Elon Musk) 建議 天文學家通過將望遠鏡移入軌道來繞過這個問題。
但是哈勃望遠鏡位於距地球表面約 335 英里的近地軌道上，實際上位於大多數 Starlink 衛星下方不到 10 英里處。 這意味著天文台和其他軌道太空望遠鏡仍面臨來自衛星星座的干擾。 “你不僅必須將望遠鏡放在太空中，而且還必須將它們放在所有其他交通工具之上，”麥克道爾博士說。
“我認為我們將在未來幾十年內被迫這樣做，”他說。 但這對於當前的近地軌道望遠鏡或政府正在建造和在未來幾年發射的航天器來說是不可能的。
為了量化衛星星座對哈勃望遠鏡的影響，德國馬克斯普朗克地外物理研究所的天文學家 Sandor Kruk 和他的同事分析了 2002 年至 2021 年拍攝的圖像檔案。
他們得到了數百名公民科學家的幫助，他們仔細研究了圖像以標記那些具有清晰衛星條紋的圖像。 該數據集隨後被用作機器學習算法的訓練集，該算法分析了超過 100,000 張哈勃望遠鏡照片。 他們的結果表明，從 2009 年到 2020 年，在哈勃圖像中看到衛星的機率僅為 3.7%。 但在 2021 年看到一個的機會是 5.9%——他們說這一增加與 Starlink 相對應。 截至分析之日，已有 1,562 顆 Starlink 衛星在軌運行。 另一家公司 OneWeb 已經發射了 320 顆衛星。
歐洲航天局的天文學家、這項新研究的合著者馬克·麥考林對他們的分析充滿信心，但指出目前這只是一個小問題。 通常情況下，哈勃會拍攝多張堆疊在一起的圖像——這種技術會擦除任何衛星。
美國宇航局也同意。 “雖然此類分析可能會顯示隨著時間的推移檢測到的衛星軌跡逐漸增加，但大多數這些條紋很容易使用標準數據減少技術去除，並且大多數受影響的圖像仍然可用，”一位女發言人談到最新研究時說。 “衛星條紋目前不會對哈勃的科學效率和數據分析構成重大威脅。”
當哈勃望遠鏡調查大片天空時，這種威脅會更高。 然後它可能只拍攝一兩張圖像，然後再重新定向其相機。 如果衛星照片轟炸了其中一張圖片，則該圖片可能不得不被丟棄。
此外，衛星可能對尚未發射的望遠鏡構成嚴重威脅。 今年年底，中國計劃將中國巡天太空望遠鏡送入近地軌道。 Xuntian 將擁有比 Hubble 更大的視野，這使得衛星更難在未被發現的情況下溜走。
“它會立即受到這些衛星的嚴重影響，”麥克道爾博士說。
而尋天也不能簡單的發射到更高的軌道上。 中國的計劃是讓望遠鏡與天宮空間站共享軌道，以便宇航員在必要時對其進行翻新。
SpaceX 的一位發言人拒絕就這項新研究發表評論，但指出該公司過去為減輕 Starlink 的影響所做的努力。 該公司嘗試了多種方法來使其衛星變暗，包括 鏡膜 旨在將光線從地面引導出去。 但是沒有參與這項研究的貝爾法斯特女王大學的行星科學家梅格·施瓦姆擔心，光線會被向上引導，這可能會使天基望遠鏡的情況惡化。
目前的未知數太多了，包括最終的衛星數量。
SpaceX 希望最終將其艦隊規模擴大到 42,000 顆 Starlink 衛星。 許多其他公司也在市場上：亞馬遜、英國衛星供應商 OneWeb、一家名為 Galaxy Space 的中國公司，甚至還有政府。 一個組合 431,713 顆衛星 計劃在未來幾年推出。
“目前有點瘋狂，”McCaughrean 博士說。
這一估計是基於向美國聯邦通信委員會和國際電信聯盟提交的文件。 但即使只發射了 100,000 顆衛星，自新研究開始以來，在軌衛星的數量也會增加 10 倍——這意味著大約 50% 的哈勃圖像會發現衛星。 如果其他所有圖像都有衛星條紋，研究人員會擔心可以收集到多少可用的科學數據。
“哈勃什麼時候不再有用了？” 麥考林博士問道。 “這可能需要 10 年或 20 年的時間，但你會說，‘我們別再費心了。’這並不是不可想像的。”
