第二代星鏈衛星發射的無線電波是第一代的32倍，可能會破壞電波望遠鏡的天文觀測

隨著太空技術的快速發展，越來越多的人工衛星被送入低地球軌道（LEO），其中最具代表性的便是SpaceX旗下的Starlink衛星網路。這些衛星主要是為全球提供高速網路服務，特別是在偏遠或無法接入傳統網路的地區。然而，隨著衛星數量的激增，來自這些衛星的電波釋放也正對天文學家使用的電波望遠鏡產生日益嚴重的干擾。根據最新的研究顯示，第二代Starlink衛星的電波放射量比第一代多達32倍，這可能對電波望遠鏡的天文觀測造成毀滅性的影響。

人工衛星電波釋放對天文觀測的威脅

過去幾年，隨著衛星技術的快速進步，商業化太空開發大幅推進。截至 2024 年 9 月，Starlink 已成功發射了第 7000 顆衛星，象徵著其衛星網路服務的迅速擴張。Starlink、OneWeb等公司不斷推出低軌道衛星以提供全球網際網路服務。根據當前的計劃，未來十年內可能有超過10萬顆衛星在低地球軌道運行。然而，這些衛星不僅僅是在軌道上飛行，它們會釋放出大量的電波，這些電波可能干擾以電波為基礎的天文觀測技術。

根據荷蘭電波天文學研究所（ASTRON）的最新研究，來自人工衛星的「非預期的電波輻射」已經被證實對天文觀測產生了顯著影響。該研究使用了名為「Low Frequency Array」（LOFAR）的歐洲大型電波望遠鏡陣列進行觀測，結果發現，無論是第幾代的Starlink衛星，幾乎都在觀測中釋放了非預期的電波輻射，並對觀測結果造成干擾。簡單的說：

1. 大量 Starlink 衛星穿過觀測範圍
2. 幾乎所有衛星都產生了意外的電波輻射
3. 第二代 Starlink 衛星比第一代多發射高達 32 倍的電波

▲ ASTRON

第二代Starlink衛星的電波放射更強

值得注意的是，第二代Starlink衛星的電波放射量遠高於第一代。根據研究，第二代衛星的電波放射量最多可以達到第一代的32倍。這意味著，相比於LOFAR能夠觀測到的最暗天體，第二代Starlink衛星的電波釋放亮度足足高出1,000萬倍，這相當於「肉眼可見最暗的星星」和「滿月的亮度」之間的差異。

這樣的強烈電波干擾讓天文學家無法準確觀測來自遙遠天體的微弱訊號，尤其是在天文觀測中，微小的變化和細微的電波訊號對於發現新天體和理解宇宙奧秘至關重要。這樣的干擾無疑會大幅降低天文研究的精確度和效率。

天文學家的擔憂

ASTRON的首席研究員凱斯·巴薩（Cees Bassa）在接受採訪時表示：「我們利用LOFAR進行觀測，發現第二代Starlink衛星相比於第一代衛星，放射出了更強且範圍更廣的電波放射。隨著SpaceX每週持續發射約40顆新衛星，這一問題將會持續惡化。」

這不僅是對LOFAR的觀測造成威脅，其他使用類似技術的電波望遠鏡也面臨同樣的挑戰。電波天文學家們擔心，隨著越來越多的人工衛星投入使用，天文學界的電波觀測「窗口」正在逐漸被這些人造電波所覆蓋。

SKA天文台的共同作者費德里科·布魯諾（Federico Bruno）進一步指出：「我們正處於一個關鍵時刻，人類必須採取行動來保護我們用以探索宇宙的『天空之窗』。人工衛星公司並不願意產生這些無意的電波放射，但未來的太空政策應該優先考慮如何將這些電波影響降到最低。」這意味著，需要進一步調整和設立相關規範，以確保太空衛星的電波放射不會干擾天文研究。

這種強烈的電波干擾可能會對多個天文學研究領域產生深遠影響：

1. 降低觀測精度：過強的背景電波噪音會影響望遠鏡捕捉微弱天體訊號的能力。
2. 干擾數據分析：大量衛星電波可能會干擾天文數據的處理和分析過程。
3. 限制觀測時間：研究人員可能需要避開衛星密集的時段進行觀測，進而減少有效研究時間。
4. 影響重大發現：某些罕見或短暫的天文現象可能因電波干擾而被錯過。

▲ 透過觀測的Starlink衛星的距離和功率通量密度測量。圖片來源：ASTRON

潛在解決方案與未來發展

針對這一問題，國際天文學界正呼籲各大衛星公司採取措施來減少電波放射的強度和範圍。例如，可以透過最佳化衛星設計，使其釋放的電波只集中在特定頻率範圍內，避免影響天文觀測所依賴的頻段。同時，國際天文聯合會（IAU）也呼籲各國政府和相關企業協作，制定全球統一的太空衛星電波排放標準。

SpaceX公司作為衛星網路的領導者之一，擁有設定業界標準的機會。透過提升衛星設計，減少非預期的電波輻射的釋放，SpaceX不僅能夠幫助天文學界保護電波觀測，也能樹立企業責任的榜樣。

此外，天文學家們也在探索技術方案，以應對這些來自人工衛星的干擾。一些研究者提出，可以開發新的過濾技術，將人工衛星的電波排除在觀測數據之外。然而，這樣的技術研發和應用需要大量的資金和時間，因此從根本上減少衛星電波放射仍是解決問題的關鍵。

面對這一日益嚴峻的挑戰，天文學界呼籲：

1. 加強監管：制定更嚴格的衛星電波輻射標準和管控措施。
2. 技術創新：鼓勵衛星公司開發低輻射技術，減少對天文觀測的影響。
3. 國際合作：建立全球性的協調機制，平衡衛星通信和科學研究的需求。
4. 提高意識：加強公眾教育，讓更多人認識到保護「暗黑天空」的重要性。

結語

隨著太空技術的不斷進步，人類在探索宇宙和改善地球通信之間尋求平衡變得越來越重要。Starlink 衛星帶來的電波干擾問題凸顯了科技發展與科學研究之間的潛在衝突。只有透過政府、企業和科學界的共同努力，我們才能夠在享受先進衛星通信服務的同時，繼續仰望星空，探索宇宙的奧秘。

未來，如何在推動太空商業化和保護天文研究之間找到適當的平衡點，將是一個重要的全球性議題。這不僅關乎科學發展，更涉及人類探索宇宙的長遠利益。我們期待看到更多的創新解決方案，以及負責任的太空開發模式，確保人類既能連接全球，又能繼續探索浩瀚宇宙的奧秘。

資料來源：pcmag