2019年11月18日黎明時分，美國西北大學(xué)天文學(xué)家Cliff Johnson發(fā)現(xiàn)一大群不明物體從天空劃過。那天晚上，Johnson正在通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭觀測麥哲倫星云。這些不明物體并非來自天外，而是出自地球。5分鐘內(nèi)，19顆衛(wèi)星列在望遠(yuǎn)鏡視野里飛過，留下幾行明亮的尾跡。

很快，Johnson和他的同事就查到了這些衛(wèi)星的來源——一周前，埃隆·馬斯克的SpaceX往地球低軌道發(fā)射了60顆小型衛(wèi)星。

天文學(xué)家在觀測的時候偶爾能看到衛(wèi)星——他們對此已經(jīng)習(xí)以為常。不過，他們過去一次只能看到一顆，這種情況并不會影響觀測結(jié)果，盡管最后在觀測圖像上把衛(wèi)星去掉需要花上些功夫。

可如果是19顆呢？這種情況前所未有，導(dǎo)致15%至20%的圖像“完全丟失”。

更讓Johnson擔(dān)心的是，這可能將變成一種常態(tài)——黎明時分進行的所有天文觀測都將被衛(wèi)星尾跡所干擾。

而地球則將很快被成千上萬的衛(wèi)星覆蓋，它們的數(shù)量將遠(yuǎn)不止9000顆——這是人類肉眼可見的恒星數(shù)量。

這并非杞人憂天。加上周一發(fā)射的60顆，SpaceX已經(jīng)發(fā)射了180顆小型衛(wèi)星，此后可能將每兩周發(fā)射一次——這就是Musk的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃Starlink。

聯(lián)邦通信委員會（FCC）已經(jīng)批準(zhǔn)SpaceX對12000顆衛(wèi)星進行發(fā)射。眼下，馬斯克正在試圖讓另外30000顆衛(wèi)星獲批。

SpaceX的目標(biāo)是通過Starlink項目在太空形成衛(wèi)星群，由此為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供收費互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

在這方面，SpaceX并不是孤家寡人。總部位于英國的OneWeb也想打入“太空互聯(lián)網(wǎng)”市場，并計劃今年1月開始發(fā)射650顆衛(wèi)星；亞馬遜的Kuiper全球衛(wèi)星寬帶項目計劃發(fā)射衛(wèi)星3200顆。在不久之后，50,000顆甚至更多的小型衛(wèi)星將出現(xiàn)在地球周圍，它們的目的可能遠(yuǎn)不止“互聯(lián)網(wǎng)”——也許有的公司想要在太空用衛(wèi)星把某款著名汽水的名字拼寫出來呢？畢竟太空廣告還沒有被禁止。

這些成批發(fā)射的衛(wèi)星很小，很多，和地球靠得很近，以保證未來互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)的速度。但“靠得近”并不意味著“看得清”，或者在夜空里“更明亮”。“但SpaceX發(fā)射的衛(wèi)星比目前地球軌道上99%的物體都亮。”密歇根大學(xué)一位研究太空垃圾的天文學(xué)家Patrick Seitzer說。他說，Starlink衛(wèi)星比同高度的衛(wèi)星都亮，“這得益于Starlinks的設(shè)計和定位”。

長期以往，這將會影響我們對宇宙的觀感，產(chǎn)生更多太空垃圾，我們理應(yīng)擁有的干凈夜空將不復(fù)存在。Johnson說，讓人糟心的不是這19顆衛(wèi)星毀掉了當(dāng)晚整個的太空觀測，“我們害怕這將成為一種新的常態(tài)，如果是成千上萬顆衛(wèi)星，那就糟了”。

一些人擔(dān)心，現(xiàn)在后悔已經(jīng)來不及了。

未來的夜空將會怎樣？

這樣龐大的衛(wèi)星部署計劃能夠縮小全球各地互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)差距。Starlink等項目若成功落實，將能夠幫助世界上最偏遠(yuǎn)的最貧窮的地方實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，進而促進其經(jīng)濟與全球?qū)印＿@稱得上是一場革命。全世界將前所未有地緊密相連。

這樣的系統(tǒng)還能在自然災(zāi)害發(fā)生的時候起作用。例如，當(dāng)颶風(fēng)摧毀了地面的通訊設(shè)施，救援組還可以通過太空網(wǎng)絡(luò)獲得實時消息。

但有得必有失。

天文學(xué)家指出，日落和日出時分，在這些衛(wèi)星能夠最大程度反射陽光的時候，它們是肉眼可見的。據(jù)他們計算，如果衛(wèi)星數(shù)量達到50000個，“你會看到整個天空都在緩慢挪動。”加州大學(xué)戴維斯分校的天文和物理學(xué)家Tony Tyson說，“幾乎每一方的天空里都能看見有衛(wèi)星在挪動。”

Starlink衛(wèi)星在剛剛發(fā)射后最顯眼，它們那時離地球更近，彼此也更接近。但隨著時間的推移，這些衛(wèi)星將走向更高的軌道，在那里它們將變得不那么顯眼，并將彼此分散開來。

Tyson說，當(dāng)它們到達最終的運行軌道時，黃昏和黎明（日落之后和日出之前）時分，“在黑暗的地方，肉眼仍然可以看到它們”。但是“‘黃昏和黎明’可能就意味著幾乎整個晚上。”他說，這取決于你的緯度和時間。

光污染問題你也許并不陌生。大多生活在城里或城市周邊的人都看不到什么星星——除去最亮的那幾顆，大部分星光都被城市燈光所掩蓋了。

但光污染在這里并不適用，我們討論的是天空污染。“這個問題不論地區(qū)，它將如影隨形。”Johnson說。

除此之外，太多衛(wèi)星升空還可能造成其他的問題，太空碎片就是其中之一。一旦衛(wèi)星出現(xiàn)故障，就會一直漂浮在太空里，直到引力把它拉回地球。實際上，有幾顆Starlink衛(wèi)星已經(jīng)停止工作，懸浮在地球周圍，變成了太空碎片，隨時可能和太空其他物體相撞。

“如果發(fā)射1萬顆、2萬顆或3萬顆衛(wèi)星，就會在頃刻間自動制造出數(shù)百塊碎片。”Christopher Johnson說。他是倡導(dǎo)可持續(xù)和平利用太空的非營利組織安全世界基金會（Secure World Foundation）的空間法顧問。軌道上的太空碎片越多，在那里建造和操作設(shè)備就越困難。

重要天文觀測或受衛(wèi)星影響

Starlink和其他類似項目的衛(wèi)星與軌道上的其他衛(wèi)星不同——前者非常接近地球，這在某種程度上給天文研究帶來了麻煩。Tyson解釋道，在軌道上低2倍，在地面上就會亮4倍。

望遠(yuǎn)鏡通過靈敏度極高的照相機獲得天空圖像。衛(wèi)星太亮，會讓這些相機的傳感器過度曝光。這種效果就像拿著一塊橡皮擦在它們拍攝的夜空圖像上，用大片無用的數(shù)據(jù)覆蓋了圖像。

除了在加州大學(xué)戴維斯分校的工作，Tyson還是大型巡天望遠(yuǎn)鏡（LSST）的首席科學(xué)家。這是一座正在智利建設(shè)的天文臺，擁有廣闊的視野：它將能夠覆蓋天空中40倍滿月大小的區(qū)域，并能夠捕捉到人眼能見度1000萬倍以下的物體。

從2023年開始，耗資5億美元的LSST將對整個夜空進行為期10年的監(jiān)測，為科學(xué)家提供大量數(shù)據(jù)，幫助他們回答宇宙中一些最緊迫的問題。這將顯示出宇宙的運動，捕捉到數(shù)百萬顆恒星的演變。

但如果在軌道上有成千上萬顆衛(wèi)星，LSST的宇宙視野將會被遮蔽。“我們看到的將是一片條紋。”Tyson說。

SpaceX表示，它一直在與天文界，特別是LSST的科學(xué)家合作，以緩解這個問題。

在一項實驗中，該公司在最新發(fā)射的一顆衛(wèi)星底部增加了一層黑色涂層，看是否能夠減輕對望遠(yuǎn)鏡視野的影響。但這并不能保證一定有效。Tyson表示，如果SpaceX能夠?qū)⑿l(wèi)星的亮度調(diào)暗100倍，“我相信對我們的軟件來說就足夠了。”

但是僅僅給衛(wèi)星涂上一層黑漆并不簡單。太暗，衛(wèi)星將開始吸收多余的熱量，這可能會影響它們的功能。目前尚不清楚SpaceX最終會將衛(wèi)星亮度調(diào)暗多少。正如SpaceX總裁Gwynne Shotwell去年12月告訴記者的那樣，該公司正在反復(fù)“試錯”。

Tyson對此并不樂觀。“我不抱任何希望，”他說。“我一點也不指望他們會調(diào)暗哪怕接近100倍的水平。”

法律保護的缺失

天文學(xué)家們之所以如此悲觀是因為他們的研究沒有國家或國際的法律保護。

簡單地說，“目前還沒有任何關(guān)于衛(wèi)星亮度的法規(guī)或指導(dǎo)方針，”Seitzer說。“國際層面沒有，國家層面也沒有。”

SpaceX可能愿意與科學(xué)界合作，降低其衛(wèi)星的亮度。但換成另一個國家，另一家公司，情況可能就不一樣了。

有一些在美國由聯(lián)邦通信委員會（FCC）執(zhí)行，在國際上由聯(lián)合國的國際電信聯(lián)盟執(zhí)行的天文規(guī)定，但它們主要和電信及電磁波譜的使用和目的相關(guān)，確保衛(wèi)星不會相互碰撞，但并沒有規(guī)范衛(wèi)星的外觀。

FCC發(fā)言人Will Wiquist在一封電子郵件中表示：“我們通過媒體得知，有人為Starlink衛(wèi)星對天文學(xué)家進行光學(xué)觀測的影響提出了一些擔(dān)憂。”他承認(rèn)“FCC尚未在任何程序中涉及到這個問題”。

在射電天文學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家們通過肉眼看不到的頻率觀測夜空，他們使用的一些波長受到了法律保護，通信公司不可侵犯和干擾。但正如得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的天文學(xué)家Caitlin Casey指出的那樣，射電天文學(xué)家喜歡觀測在保護范圍之外的所有波長。所以，他們的觀測成功與否，還取決于SpaceX這樣的公司是否愿意關(guān)閉他們大型無線電觀測站上的衛(wèi)星發(fā)射器。

如果不關(guān)掉衛(wèi)星，“就會像試圖看到太陽附近的螢火蟲一樣。”Casey說。在射電天文學(xué)的世界里，一顆向地球提供互聯(lián)網(wǎng)連接的衛(wèi)星就仿佛一盞泛光燈。

不過，射電天文學(xué)家至少有現(xiàn)成的渠道來表達他們對無線電使用的擔(dān)憂，而研究宇宙可見光的光學(xué)天文學(xué)沒有國際保護。

《聯(lián)合國外層空間條約》（UN Outer Space Treaty）用于全球太空使用的管理，該條約對衛(wèi)星的反射率及其對天文學(xué)的影響只字未提。Christopher Johnson解釋說，即使一個國家開始嚴(yán)格保護夜空，避免夜空過度擁擠，另一個國家也可能完全無視這些規(guī)定。

國際空間法研究所的天文學(xué)家Mark Skinner說，這是一個“被忽略的問題”。

沒有監(jiān)管的未來也許會變得很奇怪

如果沒有更嚴(yán)格的監(jiān)管，未來可能會變得更加奇怪。人們可以發(fā)射衛(wèi)星去有意地引起全球注意。2018年1月，新西蘭一家公司發(fā)射了一顆名為“人性之星”的衛(wèi)星。它基本上是近地軌道上的一顆迪斯科球。它的創(chuàng)造者希望通過這顆衛(wèi)星的光“為地球上的每一個人創(chuàng)造一段共享體驗”。旦許多天文學(xué)家并不高興，他們把它比作“太空涂鴉”。

這顆“人性之星”也許只是一道前菜，在它之后迎接我們的將是一個更大、更亮的夜空。《連線》雜志報道稱，國際上并沒有明確禁止太空廣告。巨大的夜空人人可見，是一塊完美的天然廣告牌。

西北大學(xué)的Johnson表示：“我們有足夠的動力拉響警報，努力讓更多的人了解衛(wèi)星可能帶來的各種問題，”他說。“目前所呈現(xiàn)的只是冰山一角。”

一旦問題為更多的人所了解，天文學(xué)家們也許就能說服世界各國共同保護一片干凈晴朗的夜空。但令人擔(dān)憂的是，最終商業(yè)利益將戰(zhàn)勝科學(xué)利益。SpaceX“可能有意解決問題，但他們?nèi)匀皇且患夜荆麄內(nèi)匀恍枰嶅X”。

許多天文學(xué)家并不否認(rèn)Starlink等項目的價值——世界上有太多地方尚未接入互聯(lián)網(wǎng)。美國天文學(xué)會（American Astronomical Society）最近召集了一個工作小組，試圖解決這個問題。“Starlink的目標(biāo)是提供全球互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，我們不想阻止，”工作組的Kelsie Krafton這樣寫道。“但我們也不想放棄從地面進行光學(xué)觀測的機會。”

此外，改變夜空所帶來的影響將可能超出科學(xué)或互聯(lián)網(wǎng)的范疇。從黑暗的地方看夜空，它代表著終極的荒野——一種人類幾乎沒有接觸過的原始的自然景觀。那么這樣的一種改變將意味著什么？

“古往今來的各種文化……都很重視夜空，其中很多擁有意義非凡甚至非常實用的觀星傳統(tǒng)，這些傳統(tǒng)已經(jīng)成為了這些文化的一部分。”約克大學(xué)研究太空探索倫理的人類學(xué)家Kathryn Denning在電子郵件中寫道。她說，文化遺產(chǎn)“在聯(lián)合國很受重視，但據(jù)我所知，它們還沒有轉(zhuǎn)化為衛(wèi)星規(guī)約”。甚至一些動物也通過星光感知方向，我們很難確定星座衛(wèi)星是否也會對它們產(chǎn)生影響。

德克薩斯大學(xué)的天文學(xué)家Casey想讓全世界知道，擾亂夜空會讓“人類失去在過去20萬年、數(shù)百萬年里所擁有的東西”。這不是一件可以掉以輕心的事情。

她說：“我對科學(xué)的全部熱愛以及把它作為職業(yè)的追求，都可以追溯到我的孩童時代。那時我看到了夜空，就被它迷住了。天文學(xué)是一門獨特的科學(xué)，我們不能在實驗室里閉門造車。我們整個科學(xué)都在仰望天空，失去它將是一場悲劇。”