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报告旨在减轻卫星星座对天文学的影响

A 报告 来自卫星星座1(卫星通讯1)研讨会,由 NSF的NOIRLab 和美国天文学会(原子吸收光谱),已交付给 国家科学基金会 (NSF)。 卫星通讯1实际上于2020年6月29日至7月2日举行,重点关注现有和计划中的大型卫星星座对光学和红外天文学的影响的技术方面。由美国国家科学基金会(NSF)资助的研讨会也资助了美国研究人员广泛使用的大多数大型地面望远镜。

超过250位天文学家,工程师,商业卫星运营商和其他利益相关者参加了SATCON1。他们的目标是更好地量化污染天文观测的大型低地轨道卫星(LEOsat)组合的科学影响,并探索将这些影响最小化的可能方法。

NSF NOIRLab的SATCON1联合主席Connie Walker解释说:“随着公司迅速部署数千个LEOats,同时发生了天文学研究的最新技术发展,特别是在大型光学红外望远镜上具有广阔视野的相机。推出新的天基通信技术。”

该报告得出结论,大型卫星星座对天文学研究和夜空人类体验的影响范围从“微不足道”到“极端”。这种新的危害并没有在2010年引起天文学家的关注 新世界,新视野 —美国国家科学院的报告 天文2010 发行了十年的天文学和天体物理学调查。 天文2010对地面光学天文学的最高推荐, 维拉·鲁宾天文台将很快开始进行沃克所指的观察类型。

当SpaceX在2019年5月发射了第一批60颗Starlink通信卫星,全世界的人们都在空中看到它们时,天文学家做出了反应。 Starlink卫星不仅比任何人预期的都要明亮,而且可能有成千上万颗类似的卫星。当它们穿过鲁宾的照相机视野时,将影响8.4米(27.6英尺)望远镜对天文学家希望研究的微弱天体的视野。

卫星通讯1联合主席Jeff Hall说:“鲁宾天文台和未来十年将投入使用的30米巨型望远镜将大大增强人类对宇宙的了解。” 洛厄尔天文台 和主席 原子吸收光谱光污染,无线电干扰和空间碎片委员会。 “由于费用,维护和仪器的原因,无法从太空操作此类设施。地基天文学至关重要,并将继续发挥重要作用。”

2019年5月,SpaceX发射了第一批60颗Starlink通信卫星,这让天文学家和外行人在夜空中露面感到惊讶。仅仅一年多以后,天文学家才积累了足够的观测数据,例如由SpaceX和OneWeb发射的星座卫星,并对它们的潜在影响进行了计算机模拟,以彻底了解问题的严重性和复杂性。这项研究为卫星星座1(SATCON1)研讨会上的讨论提供了信息,并为天文台和星座运营商提供了建议。 卫星通讯1报告得出的结论是,对天文学研究和夜空人类体验的影响范围从“微不足道”到“极端”。插图(未按比例)由NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld提供

LEOsats星座的设计部分是为了向服务不足和偏远地区提供通信服务,这是每个人都可以支持的目标。认识到这一点后,天文学家就让卫星运营商参与了有关如何实现该目标而又不损害地面天文观测的合作讨论。 卫星通讯1研讨会只是此正在进行的对话中最新的也是最重要的一步。

该报告提供了两个主要发现。首先是低地轨道卫星对需要暮光观测的科学计划产生了不成比例的影响,例如搜寻威胁地球的小行星和彗星,外太阳系天体以及短暂的引力波源的可见光对应物。在傍晚时分,地面上的观察者可以看到太阳在地平线以下,但头顶数百公里处仍在照亮的卫星则不在。

只要卫星保持在600公里(不到400英里)以下,在夜晚最暗的时候,它们对天文观测的干扰就会受到一定程度的限制。但是,更高海拔的卫星,例如OneWeb计划在1200公里(约750英里)处运行的星座,可能会在夏季通宵达旦,而在其他季节的大部分时间都可以看到。这些星座可能会对世界一流的光学天文台的许多研究计划造成严重的负面影响。根据卫星的高度和亮度,星座卫星还可能破坏业余天文学家,天文摄影师和其他自然爱好者的繁星之夜。

该报告的第二个发现是,至少有六种方法可以减轻大型卫星星座对天文学的危害:

  1. 发射更少或没有发射的LEOsat。无论是不切实际的还是不太可能的,这是唯一可以实现零天文影响的选择。
  2. 在不超过约600公里的轨道高度部署卫星。
  3. 使卫星变暗或使用遮光罩来遮盖其反射面。
  4. 控制每颗卫星’的空间方向,以减少向地球反射的阳光。
  5. 在天文图像处理过程中,最小化或最终能够消除卫星踪迹的影响。
  6. 为卫星提供更准确的轨道信息,以便观察者可以避免将望远镜对准它们。

天文学家直到第一个SpaceX Starlink发射了一年多之后,才对星座卫星进行了足够的观测,并在充分部署后运行计算机模拟了它们可能产生的影响,以彻底了解问题的严重性和复杂性。这项研究为SATCON1上的讨论提供了信息,并为天文台,星座运营商以及这两个小组合作提出了十项建议。其中一些涉及可以立即采取的行动,而另一些则敦促进一步研究以开发有效的策略,以解决随着新的大型望远镜投入使用以及卫星星座激增所预期的问题。

卫星通讯1研讨会是迈向充满挑战的未来的重要一步。 NOIRLab负责人Patrick McCarthy说:“我希望天文学家与商业卫星运营商之间的合作精神和合作精神将得到扩大,以包括两个社区的更多成员,并将继续证明其有用和富有成效。我也希望SATCON1报告中的发现和建议将为观测站和卫星运营商提供指导,同时我们将努力更详细地了解影响和缓解措施,并学会分享天空,这是自然界无价的宝藏之一。”

华盛顿大学的AAS主席Paula Szkody参加了研讨会。她说:“我们在AAS的团队非常热衷于与NOIRLab合作,并将天文和卫星社区的代表聚集在一起,以进行富有成果的思想交流。即使我们仍处于了解和解决大型卫星星座对天文学的威胁的早期阶段,但我们已经取得了良好的进展,并且有很多理由希望取得积极的成果。”

暂定于2021年初至中期举行下一次研讨会SATCON2,该研讨会将解决政策和法规的重大问题。

您可以在这里找到更多信息: //aas.org/satellite-constellations-1-workshop-report

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