从550到350公里,SpaceX为啥要降低星链卫星的高度?

wjt213414 · 发表于 6 天前

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自从人类 1957 年发射了第一颗人造卫星，我们迈向宇宙的脚步就从未停歇。
如今，地球的上空已经热闹非凡，有着上万颗人造卫星穿梭其中。光是美国 SpaceX 公司的“星链”卫星，升空总数就达到了惊人的将近8000颗，这还不算其他国家和公司发射的呢。这么多卫星，给天文学家带来了不少困扰，因为这会让天文观测变得更加困难。
为此，SpaceX 公司想出了应对之策。他们决定把部分卫星的轨道高度从550公里降到350公里。这一措施真能解决问题吗？让我们深入了解一下。
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最近这几年，随着太空探索技术的飞速发展，上天的卫星越来越多了。其中，占大头的是美国SpaceX公司的星链（Starlink）项目。

根据截至2025 年1月8日的数据，“星链”卫星升空总数达到 7651颗，其中2025年才开年几天，就升空了24颗卫星。

这么多的卫星引起了天文学界的广泛关注和担忧，认为马斯克的卫星网络正在对天文观测造成严重干扰，甚至威胁到了人类进一步了解宇宙的能力。

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为什么这么说呢？

主要是因为光污染问题。比如，处于高轨道的星链卫星的太阳能电池板，在阳光照射下反射出的光线异常明亮，这导致天文学家在进行地面观测时，频繁遭遇卫星轨迹的干扰，使得原本清晰的天文图像变得斑驳不堪。

此外，电磁干扰也是星链计划给天文学带来的另一大挑战。还有，随着星链卫星数量的不断增加，太空碰撞的风险也随之上升。

针对反对的声音，SpaceX 找到了新方法来防止星链卫星干扰天文学——让它们更靠近地球。

最近，SpaceX向美国联邦通信委员会表示，在较低高度运行 300 多颗Starlink卫星的努力，效果显而易见。

卫星轨道降低后，其在特定观测区域内的可见时间相对缩短，在望远镜视野中出现的频率会降低。比如位于智利的维拉・鲁宾天文台的图像显示，当星链卫星从 550 公里的轨道高度降低到 350 公里时，含有被照亮卫星的图像数量减少了近 60%。

而且，在较低轨道上，卫星受到地球大气层的遮挡时间相对较长，被太阳照亮的时间减少，从而反射到地面的太阳光也会减少，使得卫星看起来更暗。

美国国家科学基金会表示，在较低高度，卫星在夜间大部分时间被地球遮挡而无法反射阳光朝向地面，可使卫星在夜间大部分时间的亮度暗于约7等星，即接近人类肉眼极限。

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另外，较低轨道的卫星运行速度更快，能更快地穿过望远镜的观测视野，减少在观测图像上形成长时间的明亮条纹或伪影等干扰。在 350 公里轨道高度运行的卫星，会更快地掠过望远镜的焦平面，减少对观测的影响。

去年11月，美国联邦通信委员会同意SpaceX让400颗第二代 “星链”卫星飞得离地球更近一些。

这不仅能让地球人用“星链”上网的时候速度更快，延迟更低，同时还会让卫星在夜空中看起来没那么亮，也不那么容易被发现了。

监测星链发射的天文学家乔纳森·麦克道尔 (Jonathan McDowell) 说：“主要影响是，如果卫星高度较低，从特定位置观察，它在地平线以上的时间会减少。”

但这也有个问题，在黄昏后或黎明前的最初几个小时里，虽然卫星处于较低轨道，但由于此时太阳角度的关系，虽然地面上可能是夜晚，但卫星的高度足以捕捉和反射阳光，因此夜空中依然可以看到卫星。

也就是说，如果卫星能捕捉到阳光，在降低卫星高度的上述时段，卫星的亮度反而增加。

但SpaceX 研究发现，“就算在 350 公里高度运行，卫星底面最亮的时候，也只是稍微亮了那么一点点”。

并且，SpaceX表示，将与相关机构一起研究，看看怎么把这个小问题也解决掉。

美国国家科学基金会在一份声明中表示，“较低的轨道可能对地面光学和红外天文学有利，因为卫星在望远镜焦平面上的移动速度更快，而且更易失焦，从而降低每像素的整体亮度。”

而且，在低空的时候，卫星夜里大部分时间都被地球的影子给罩住了，没法反射太阳光到地面，我们用肉眼看夜空，卫星就会暗很多，差不多比我们肉眼能看到的最暗的星星——7 等星还要暗呢，这样就不会干扰咱们看星星啦。

目前，SpaceX暂时得到许可，让400 颗“星链”卫星在350 公里的轨道上飞行。如果以后NASA和联邦通信委员会都同意，那这个数量可就多了，有可能会有7500颗第二代“星链”卫星在低轨道运行。

这种降低轨道高度的策略，最终能否解决天文学界广泛关注和担忧的问题呢？让我们拭目以待吧。

一 END 一

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01

SpaceX为啥要降低卫星高度？

针对反对的声音，SpaceX 找到了新方法来防止星链卫星干扰天文学——让它们更靠近地球。

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