5G催生龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，恐危及地球和人類生存

　　2019年11月18日，大約19顆Starlink衛(wèi)星經(jīng)過智利賽拉托洛洛(Cerro Tololo)的美洲天文臺(tái)，擾亂了天文觀測，阻礙了以真實(shí)的、可測量的方式進(jìn)行的科學(xué)研究。如果SpaceX的計(jì)劃進(jìn)展順利，對天文學(xué)的影響將是非同尋常的。

　　12月11日消息，據(jù)外媒報(bào)道，今年5月份，埃隆·馬斯克(Elon Musk)旗下太空公司SpaceX發(fā)射了其新衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)Starlink的首批衛(wèi)星。為了在全球范圍內(nèi)提供5G服務(wù)，SpaceX首次發(fā)射了由60顆衛(wèi)星組成的小型衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，所有衛(wèi)星都沿著相同的路徑運(yùn)行，部署在夜空中。幾十年來，天文學(xué)家始終在警告這樣的網(wǎng)絡(luò)可能對他們所在的領(lǐng)域構(gòu)成威脅，現(xiàn)在看來，他們的擔(dān)憂是正確的。

　　盡管天文學(xué)家就如何減輕龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的影響提出了最好的建議，但Starlink仍堅(jiān)定不移地推進(jìn)他們的商業(yè)計(jì)劃，在11月份再度發(fā)射了60顆明亮、大型、具有反射性和無線電干擾的衛(wèi)星，破壞了大量的專業(yè)觀測努力。SpaceX最新宣布的計(jì)劃將加快發(fā)射時(shí)間表，從12月下旬開始每隔兩周就會(huì)入軌60顆新衛(wèi)星。到2020年底，他們將把1500多顆新衛(wèi)星送入軌道。除非有人阻止他們，否則這將徹底改變地球的天空。

　　美媒：5G競爭催生Starlink等龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，恐危及地球和人類生存2019年11月11日，在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角，SpaceX的獵鷹9號火箭攜帶60顆Starlink衛(wèi)星升空。Starlink網(wǎng)絡(luò)最終將由數(shù)千顆衛(wèi)星組成，旨在提供全球范圍內(nèi)的高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，但天文學(xué)領(lǐng)域可能為此付出昂貴代價(jià)

　　天文學(xué)很可能是世界上最古老的科學(xué)。幾萬年來，早在金屬加工、農(nóng)業(yè)甚至字母表誕生之前，人類就已經(jīng)開始從天空中尋找關(guān)于我們存在的靈感和信息。從日食奇觀到通過望遠(yuǎn)鏡觀察，再到了解宇宙的運(yùn)作機(jī)制和我們在宇宙中的位置，天文學(xué)長期以來一直是全人類文明努力的象征。

　　盡管太空時(shí)代可能早在20世紀(jì)50年代就開始了，但截至2019年，地球上空仍然只有大約2000顆活躍的衛(wèi)星，而且其中大多數(shù)體型都很小，反射光也很微弱。然而，在太空建立全球5G網(wǎng)絡(luò)愿望的推動(dòng)下，多家潛在的供應(yīng)商已宣布計(jì)劃，擬部署由數(shù)千顆大型明亮衛(wèi)星組成的巨型太空衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，SpaceX是首家開始發(fā)射此類衛(wèi)星的公司。

　　美媒：5G競爭催生Starlink等龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，恐危及地球和人類生存2019年11月18日，Starlink衛(wèi)星通過CTIO 4米直徑望遠(yuǎn)鏡上的暗能量攝像頭的觀察框架。我們用來消除這些軌跡的任何技術(shù)，比如時(shí)間平均或像素抑制，都將妨礙我們通過微分天文學(xué)技術(shù)探測潛在危險(xiǎn)的小行星或測量宇宙中可變物體的能力

　　不用說，由1.2萬顆衛(wèi)星組成的龐大網(wǎng)絡(luò)，將會(huì)徹底改變地基天文學(xué)，而且還不是以一種積極的方式進(jìn)行。SpaceX希望在明年完成第一階段的衛(wèi)星部署工作，屆時(shí)將總共發(fā)射1584顆衛(wèi)星，站長資源平臺(tái)幾乎與目前活躍在中低地球軌道的衛(wèi)星數(shù)量(1463顆)相當(dāng)。隨著Kuiper Systems和OneWeb等競爭對手計(jì)劃推出類似的網(wǎng)絡(luò)，以及Starlink最終試圖發(fā)射總共42000顆衛(wèi)星，2030年通過雙筒望遠(yuǎn)鏡可能會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)量更多的衛(wèi)星，而不是恒星。

　　美媒：5G競爭催生Starlink等龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，恐危及地球和人類生存成千上萬的人造物體中有95%是“太空垃圾”，它們占據(jù)著中低地球軌道。圖中的每個(gè)黑點(diǎn)顯示的要么是正常運(yùn)行的衛(wèi)星，要么是報(bào)廢衛(wèi)星或碎片。目前和計(jì)劃中的5G衛(wèi)星將大大增加衛(wèi)星的數(shù)量，并對從地球和從太空獲取的光學(xué)、紅外和無線電觀測造成影響

　　這些衛(wèi)星不僅對天文學(xué)，而且對人類都構(gòu)成了重大風(fēng)險(xiǎn)。5G無線電信號將強(qiáng)大到足以淹沒對氣象學(xué)至關(guān)重要的水分子的自然轉(zhuǎn)變，挑戰(zhàn)我們從太空預(yù)測地球天氣模式的能力。像Pan-STARRS或LSST這樣依賴微分天文學(xué)的觀測項(xiàng)目將會(huì)受到極大的影響，影響我們找到對地球有潛在危險(xiǎn)天體的能力。

　　即使我們只有12000顆Starlink衛(wèi)星要對付，而不將其他類似網(wǎng)絡(luò)計(jì)算其中，地球上任何位置在任何給定的時(shí)間，人們都會(huì)在他們的天空中看到平均140顆這樣的衛(wèi)星。在它們最終的軌道上，它們將達(dá)到人類視覺所能辨別的極限，但這對光學(xué)和射電天文學(xué)家以及專業(yè)天文攝影師來說都是災(zāi)難性的。

　　如果這些衛(wèi)星反射能力微弱，而且數(shù)量不多，它們不太容易對曝光幀甚至像素造成影響。但是有這么多亮度如此之高的衛(wèi)星，問題就更嚴(yán)重了。光電探測器很快就會(huì)飽和，每次衛(wèi)星經(jīng)過時(shí)，每個(gè)圖像的額外部分都會(huì)受到污染。軟件解決方案，例如在幀上取平均值，將剝奪人類從微分天文學(xué)中獲得的好處。

　　早在2019年，SpaceX和馬斯克就發(fā)表聲明稱，這些衛(wèi)星對天文學(xué)的影響微乎其微。他們當(dāng)時(shí)表示，SpaceX將優(yōu)先減少這些衛(wèi)星的反照率(反射率)。他們承諾為天文觀測站提供按需定向調(diào)整。但這些承諾正以最糟糕的方式被打破。

　　美媒：5G競爭催生Starlink等龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，恐危及地球和人類生存這張圖片是天文學(xué)家菲利普·梅西（Philip Massey）于2019年12月8日拍攝的，他稱這張被破壞的圖片是大麥哲倫星云的一部分，計(jì)劃部署的12000顆Starlink衛(wèi)星中只有1%部署在大麥哲倫星云方向。由于這些巨大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，地面天文學(xué)正面臨著巨大的影響

　　已經(jīng)發(fā)射的120顆Starlink衛(wèi)星對天文學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響。今年9月，歐洲航天局的一顆對地觀測衛(wèi)星不得不進(jìn)行緊急機(jī)動(dòng)，以避開Starlink衛(wèi)星。許多地面觀測已經(jīng)受到路過Starlink衛(wèi)星的影響。則和諧衛(wèi)星仍然像以前一樣明亮，沒有為天文學(xué)觀測進(jìn)行任何方位調(diào)整。

　　對此，天文學(xué)家要求SpaceX對Starlink自愿執(zhí)行一系列自我調(diào)節(jié)步驟。這些建議包括：

　　——將當(dāng)前已經(jīng)部署的Starlink衛(wèi)星脫軌，并暫停新的發(fā)射，直到SpaceX做出適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)；

　　——重新設(shè)計(jì)或?yàn)樾l(wèi)星涂膜，以大大降低其反射率；

　　——向世界各地的觀測站提供實(shí)時(shí)軌跡計(jì)劃、預(yù)測和調(diào)整信息，因?yàn)檫@些衛(wèi)星由AI控制；

　　——通過資助硬件和軟件驅(qū)動(dòng)的解決方案來幫助天文學(xué)家減輕剩余的、不可避免的污染。

　　美媒：5G競爭催生Starlink等龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，恐危及地球和人類生存這張圖片顯示2019年5月23日發(fā)射的首批60顆Starlink衛(wèi)星。在部署之前，它們?nèi)匀惶幱诙询B配置中。可以清楚地看到，這些衛(wèi)星反射能力很強(qiáng)，體積也很大

　　然而，SpaceX對此似乎并不關(guān)注。12月6日，SpaceX總裁兼首席運(yùn)營官格溫·肖特維爾（Gwynne Shotwell）發(fā)表了一系列離奇的聲明，似乎完全歪曲了天文學(xué)界的說法，忽視了他們的關(guān)切。

　　SpaceX沒有讓現(xiàn)有的衛(wèi)星脫離軌道，也沒有暫停新的發(fā)射，而是宣布計(jì)劃在12月底再發(fā)射60顆衛(wèi)星，隨后在1月初再發(fā)射下一批衛(wèi)星。按照每2到3周發(fā)射60顆新衛(wèi)星的計(jì)劃，該公司將在2020年底之前將所有1584顆衛(wèi)星送入太空。

　　SpaceX沒有重新設(shè)計(jì)衛(wèi)星或?yàn)槠渫磕?，而只是在衛(wèi)星的一側(cè)進(jìn)行了測試涂層，這意味著98%的新衛(wèi)星幾乎沒有改進(jìn)。SpaceX聲明測試涂層是“僅僅是個(gè)實(shí)驗(yàn)”，而且這種方法屬于“試錯(cuò)”機(jī)制，表明解決天文學(xué)家關(guān)注的問題在SpaceX看來優(yōu)先度非常低。

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　　2019年5月25日，亞利桑那州弗拉格斯塔夫的洛厄爾天文臺(tái)拍攝了這張星系群NGC 5353和NGC 5354的照片，顯然其被25顆Starlink衛(wèi)星軌跡所“污染”

　　肖特維爾甚至聲稱，該公司或天文學(xué)社區(qū)中沒有人可能預(yù)料到Starlink衛(wèi)星會(huì)給天文學(xué)帶來的問題。這顯然是個(gè)離譜的謊言，背后沒有事實(shí)依據(jù)。美國天文學(xué)會(huì)前主席尼古拉斯·桑澤夫（Nicholas Suntzeff）教授形容肖特維爾的聲明“毫無頭緒”。他引用了許多可追溯到20世紀(jì)90年代的文章和書籍，確切地討論了光學(xué)天文學(xué)的這個(gè)問題，并指出了他自己在2013年就這個(gè)主題發(fā)表的演講。

　　桑澤夫最后說了以下幾句話：“我想對SpaceX首席運(yùn)營官說的就是，試試使用谷歌，或者打電話給任何無線電或光學(xué)天文臺(tái)的負(fù)責(zé)人，詢問Starlink對天文學(xué)可能產(chǎn)生的不利影響，以及我們?nèi)绾螌⑦@些影響降至最低。夜空是全人類的遺產(chǎn)，任何對天空的利用都必須尊重所有文化的多樣性。艾森豪威爾確保太空探索和開發(fā)將由民間機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)，我們現(xiàn)在需要類似有遠(yuǎn)見卓識(shí)的人來確保夜空是共同的責(zé)任，而不是僅僅被利用?！?/p>

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　　通過向國際電信聯(lián)盟提交額外3萬顆Starlink衛(wèi)星的運(yùn)營文件，夜空將從此變得不同

　　雖然美國天文學(xué)會(huì)已被邀請參加每月的電話會(huì)議，但他們只是作為顧問參加，他們沒有被邀請參與決策或?qū)徟^程。來自世界各地的其他天文組織甚至沒有被給予那么多權(quán)力，或根本沒有被邀請參加這樣的討論。

　　這是非常令人不安的，因?yàn)闆]有關(guān)于公司可以發(fā)射的衛(wèi)星亮度或數(shù)量的國家或國際條約或法規(guī)。除了聯(lián)邦通信委員會(huì)的批準(zhǔn)外，這取決于各個(gè)衛(wèi)星提供商的自我監(jiān)管。令人擔(dān)憂的是，與任何環(huán)境或社會(huì)影響相比，Starlink、馬斯克和SpaceX更關(guān)注自己的商業(yè)成功。

　　一個(gè)負(fù)責(zé)任的實(shí)體會(huì)在加速他們的發(fā)射計(jì)劃之前，解決他們正在制造和惡化的問題。一個(gè)負(fù)責(zé)任的實(shí)體將會(huì)尋求所有受影響的各方批準(zhǔn)，然后再進(jìn)行進(jìn)一步的工作。一個(gè)負(fù)責(zé)任的實(shí)體將誠實(shí)而準(zhǔn)確地解決手頭的真正問題，并將通過他們的行動(dòng)證明他們已經(jīng)聽取了各方的意見。

　　大約2周后，SpaceX將發(fā)射另一批60顆Starlink衛(wèi)星，隨后大約每隔2到3周就會(huì)發(fā)射一次。目前，唯一能阻止發(fā)射的事情要么是成功的法律行動(dòng)，要么是公眾做出強(qiáng)烈反應(yīng)，以促使SpaceX和馬斯克被迫表現(xiàn)得更加負(fù)責(zé)任。否則，將價(jià)值數(shù)十億美元的基礎(chǔ)設(shè)施投入太空，以支持一個(gè)承諾到2030年達(dá)到12位數(shù)峰值的新興產(chǎn)業(yè)的誘惑，將是唯一重要的驅(qū)動(dòng)力。

　　正如Karen Yeung教授指出的那樣：“公司缺乏足夠的誘因來制定、遵守、監(jiān)管和懲罰違反自身標(biāo)準(zhǔn)的行為，而市場也無法確保公司的行為是正直的。夜空屬于地球上的所有人，它的未來取決于全人類，而不是一個(gè)億萬富翁可疑的道德準(zhǔn)則，我們確保它不會(huì)從我們身邊被奪走?！?/p>