目前，地球被数以千计的人造卫星及其产生的太空垃圾所包围。仅SpaceX就发射了3208颗卫星链。在接下来的几年里，数以万计的卫星被批准陆续发射，将对人类的夜空产生巨大的影响。未来，在最坏的情况下，人类夜空中近1/10的亮星将是人造卫星，其中大部分属于马斯克。
现在，马斯克是世界首富。火箭、星链、电动汽车、脑机接口等前沿技术。让这个新的世界首富充满了科技规范。虽然围绕马斯克有很多争议，但马斯克确实在影响整个世界的发展进程。无论是地面上的电动汽车，飞向宇宙的可重复使用的火箭，还是他用自己的火箭发射到太空的卫星网-星链。
8月31日，SpaceX公司在美国加利福尼亚州范登堡航天基地的航天发射场4E (SLC-4E)用猎鹰9号火箭发射了46颗卫星连接卫星。至此，发射卫星链总数达到3208颗。现在，卫星链已经可以提供网络服务。这种网络服务可以为偏远地区提供网络服务，无需铺设复杂的光纤网络。卫星应用的潜力是巨大的。许多国家都在建立自己的卫星星座系统，如英国的OneWeb、美国的Kuiper和中国的StarNet。
随着卫星星座的不断扩大，地球近地轨道越来越拥挤。仅上面提到的四个卫星网络就计划发射65000多颗卫星。这些卫星可以反射阳光，被地面上的人看到。天文学家最先注意到了这一点，因为他们在天文图像上产生了长而不可磨灭的轨迹，严重影响了天文观测。
但很快，这种影响将不仅限于天文学。根据最近发表在《天体物理学》上的一篇论文，即使只考虑有详细轨道规划的卫星，当它们建成后，天空中约有9%的明亮恒星将成为地球上某些地方的人造卫星。
闪亮的卫星
他们是如何得出这个结论的？
要想知道肉眼能看到多少颗卫星，首先要分析卫星的轨道数据。只有当卫星飞到地平线以上时，才能看到它们。研究人员整理了各个机构向联邦通信委员会和国际电信联盟(ITU)报告的轨道数据。
共规划4.2万颗卫星，其中约3万颗分布在328 ~ 360公里高度。英国的OneWeb主要分布在1200公里高的轨道上。中国的星网由两部分组成，一部分在500到600公里之间，另一部分位于1145公里的轨道上。
每条轨道上可能有上千颗卫星，同一轨道上卫星的相对位置可以随时调整。研究人员假设这些卫星均匀分布在轨道上，这样就可以得到每颗卫星的相对位置。
星星是自发光的。和地球的自然卫星一样，人造卫星只能通过反射太阳光才能看到。而人造卫星星座都是使用低轨道卫星与地球通信，地球对卫星的屏蔽非常明显。因此，在黄昏和黎明时，地面上可以看到最多的卫星。半夜地球转到太阳背面，挡住了所有的太阳光，卫星反射不了太阳光，就变得看不见了。
当卫星进入地球的阴影区时，就看不见了。制图:王宇
结合以上条件，天文学家可以算出全世界夜空中可以看到多少颗卫星。这样一来，在北纬40度左右，夏至刚入夜时，全天被太阳照射的卫星数量甚至可以超过3000颗。
从某种意义上说，人造卫星也是某种“行星”。它们可以每90分钟绕地球一周，在天空中的速度还没有“星星”快。在地面上，卫星在大气层(约10公里高)的移动速度比飞机快。
真空中的球形鸡肉
但是仅仅被太阳照亮并不意味着这些卫星可以被人眼看到。有些情况下，卫星反射的光线太暗，人眼根本看不见。但要确定一颗卫星的具体亮度，其实是一个非常复杂的问题。就连卫星制造商自己，往往要到上了卫星，才能确定自己的卫星在地面上看起来有多亮。卫星的亮度受很多因素影响，包括卫星的形状、材质、方位角、大气消光等。卫星的形状很复杂，姿态可以随时调整。有时候，卫星的太阳能电池板甚至可以刚好将太阳光反射到观测者的位置，产生非常闪耀的光线变化——这就像你走在路边时，汽车后视镜反射的太阳光突然一闪。因此，很难确切知道这颗卫星有多亮。
幸运的是，物理学家是一群喜欢把复杂问题简单化的人。一个著名的笑话是这样解释的:
有个农民养鸡，但是他养的鸡都是不育的。所以他请一位物理学家来帮助他。物理学家做了一些计算，然后说，我已经有解了，但是这个解只适用于真空中的球形鸡。
这一次，根据2019年《ActaAstronautica》杂志上的一个模型，研究小组将通信卫星等同于一个漫反射球体，无论它的形状有多奇怪。虽然这种模型无法模拟卫星镜面反射引起的光线变化，但研究小组表示，他们已经尝试观察了一些卫星，这种模型在大部分时间内可以准确反映卫星的亮度。
恒星的亮度是用星等来衡量的。星等越低，越亮。一般来说，在郊区人眼可以看到5级以下的眼冒金星。全天只有804颗星等小于5的星，夏至黄昏时会有79颗星等小于5的卫星。也就是说，天空中近9%的可见恒星将是人造卫星。考虑到卫星链数量的优势，大部分可见卫星将是马斯克的。
保卫星空
人眼，更不用说天文望远镜了。肉眼勉强可见的微弱天体，足以对望远镜的科学数据造成不可挽回的损失。星等在7以下的恒星甚至会造成一台大口径全天巡望远镜的多个传感器之间的串扰，使整个传感器上的数据失去科学价值。
去年，发表在《皇家天文学月报》上的一项研究发现，卫星的数量和分布使天空的亮度增加了10%。根据国际天文学联合会的要求，应在因光污染导致亮度增加不到10%的地方进行天文观测。过度的光污染会影响天文学家对昏暗星系的搜索。但由于通信卫星向地面发射信号，对地面射电天文观测的影响更为严重。
如此严重的问题不容忽视。虽然天文学家无力阻止卫星星座的快速膨胀，但他们仍然可以协商解决方案。例如，Star Chain已经表示，他们计划在未来的Star Chain卫星上涂上低反射率涂层，以降低亮度。还建议提高卫星的轨道高度，增加卫星与观测者的距离，以降低亮度。
不过，这可能是天文爱好者新的兴趣点。毕竟，夜晚仰望天空，最亮最快的光点就是人类科技进步的证明。
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