馬斯克的星鏈計劃會給人類帶來災難嗎?


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馬斯克的星鏈計劃會給人類帶來災難嗎?

在人類第一顆人造衛星升空之前,夜空中我們只能看到自然發光的恆星以及一些反射太陽光的衛星、行星、小行星,甚至會彗星;

除了這些天體以外,我們還能看到橫跨整個天空的銀河系暗帶,裡面聚集著的恆星、不透光的塵埃細節形似露營的篝火一般,讓我們感到驚嘆。

但是自從上世紀50年代以來,地球和太空發生了兩個巨大的變化,夜晚越來越多的路燈、城市的亮化,嚴重污染了我們的天空,夜空中的很多細節也隨之在我們的視線中消失。

而且在地球之外不再只有原始的物體,人類發射了越來越多的衛星圍繞著地球運轉,干擾我們的視線,同時這些衛星在到達服務年限以後,就像垃圾一樣被仍在了地球軌道空間,讓這個以前純淨的疆域也變成了人類的垃圾場。

從1957年人類第一顆衛星發射升空以後到今天,各個國家發射的衛星總數在5000多顆,其中有2000多顆在服務運行,其他的一些都成為了廢棄的鐵疙瘩,除了這些在地球空間之外還有數不盡的太空碎片,它們的大小從厘米到米不等。

雖然與地球軌道外的空間相比,這些殭屍衛星和碎片就像是塵埃微粒一般,但是它們的運行速度非常高,每秒8公里是它們的最低速度,在這種速度的加持下就算質量很小,也會擁有非常大的動能。

即使是一克的重量如果擊中了航天器,也會造成非常大的災難。而且近些年來我們人類發射衛星的頻率非常高,未來會發生更多的衛星升空,所以太空垃圾問題將會變得越來越嚴重。

尤其是埃隆·馬斯克從2019年開始發射建造的星鏈計劃,可能已經打開了這個潘多拉魔盒。

星鏈計劃像是一台織布機一樣,準備在地球軌道低軌道上發射4.3萬顆衛星組成天基衛星網絡,為人類提供高速的空間通訊。

主要負責給一些地面基站無法覆蓋的地區提供網絡服務,例如地球表面巨大的海洋、山區、高山極地、沙漠、航空等等,覆蓋全球。

當然這項計劃不僅僅是民用,它的背後還隱藏著巨大的軍事利益,可以讓美國的軍事實力走到哪裡,都可以享受到快速高效的網絡通訊。

星鏈計劃從2019年5月23日開始發射,由獵鷹9號火箭執行,這枚火箭是世界上第一個可垂直返回且可重複使用的火箭,這大大降低了發射成本;

而且它的發射能力也非常的強大,起初是一箭60星,2020年1月6日刷新了一次發射投放的人造衛星的最高基數,一箭143星。

現在星鏈衛星已經有1000多顆在軌道上運行,馬斯克的SpaceX公司成為了世界上最大的衛星運營商,遠遠超過了任何一個國家。

星鏈衛星每一顆像是一塊薄板一樣,長2.8米,寬1.4米,像疊羅漢一樣堆在一起,所以能放很多個。

進入太空以後它們會一個一個被釋放出來部署到既定的位置,然後太陽能電池板就會展開。

就像上圖中的樣子。太陽能電池板大約有10米長。

這些衛星之間會使用激光互相聯網,並使用人工智能避免它們發生膨脹。但是馬斯克的星鏈計劃還是引發了很多人的擔憂。

搶占有限的近地軌道資源。

我們知道地球雖大,軌道空間雖然廣闊,但是空間資源畢竟是有限的,雖然人類關於地球軌道外的一切資源已經達成了共識:它不屬於任何人和國家,但是先到先得是一直以來默認的準則。

馬斯克現在獵鷹9號的發射速度一周一次,未來幾年將會完成星鏈的部署,從某種意義上說,他是在搶占軌道資源。

人家用了,等你有能力建造自己空間網絡通訊的時候,一看已經沒有位置了。未來我們將不得不使用人家提供的天基網路通訊,受制於人,承受高額的費用。

任何國家和私人太空公司都能看到這一點,所以近些年來不僅僅是馬斯克在大量發射衛星,其他的機構也一樣搶占空間資源,部署自己的空間通訊衛星。

如果過度的開發空間資源,將引發更為嚴重的災難。

凱斯勒綜合症

這是唐納德·凱斯勒1978年提出的理論,他認為地球空間外衛星太過密集,如果一顆碎片意外擊中了一顆衛星,這些衛星的碎片將繼續漫無目的的狂奔,那麼將會引發失控的連鎖反應。

在大量衛星被摧毀的時候,地球軌道外將會變成致命的空間,充滿了速度極高的碎片,像一顆顆子彈一樣,隨時擊中目標。

到時人類不僅不能再部署衛星,而且連飛出地球都將受到威脅,最嚴重的將是人類被困在地球之內。這並不是危言聳聽。

就目前地球軌道外的情況來說,國際空間站已經遭受到了碎片威脅,採取了數次的緊急避障措施,歐空局管理的衛星,每週都會進行一次避障操作。

人類現在的衛星回收技術還不夠成熟,太空垃圾清理的技術才剛起步,所以大量的部署衛星,將帶來不可控的因素。

雖然馬斯克的衛星星鏈通過激光可以調節它們的之間距離,可以避免它們之間發生碰撞,但是當有一天太陽風爆發,帶電粒子襲擊地球,衛星電子設備失效,也會造成未知的風險。

天文學的災難

天文學家都不怎麼喜歡馬斯克,因為他發射的衛星太閃眼睛了,比以前人類發生的衛星都要亮,日落後的90分鐘以及日出現的90分鐘,肉眼都能在夜空中看到星鏈衛星排成一行過境。

更何況是天文學家、業餘天文學家、天文攝影愛好者,他們觀測夜空時是都會受到嚴重的光污染,例如天文學家在去年8月份的時候在觀測梅西耶星表中110個天體的時候,會看到下面的情況。

那些斜線都是衛星在望遠鏡的視角中過境留下的。你可能會想,夜晚太陽光無法照到地球這一面,衛星也會進入地球的陰影,為什麼會反射光線呢?

確實當衛星進入地球本影以後,不會反射光線,也不會影響夜晚的觀測,但是當衛星處在地球的半影中還沒有完全進入本影的時候就會影響觀測。

這個時間多集中在日出前的幾個小時,和日落後的幾個小時,而這幾個小時會成為觀測某些天體的最佳時間段。

不僅僅是地面望遠鏡受到了影響,就連太空中的哈勃望遠鏡也同樣受到了影響,這些衛星的軌道高度在哈勃之上,當哈勃觀測天體的時候,某些衛星就會從哈勃的視角中過境。

上圖就是哈勃在去年的11月2號觀測柯伊伯帶中的小天體時,星鏈1619號衛星正好經過,照片就成了這樣。

還有上圖這一道道劃過望遠鏡的衛星,都對天文觀測造成的影響。

為了將影響降到最低,天文學家提出了建議:

為星鏈衛星覆蓋遮光布,減少對太陽光的反射,保證衛星的視星等亮度高於7。

星鏈衛星的軌道高度不能超過600公里,因為越高的軌道衛星運行速度慢,它進入地球本影的時間越長,會加大影響觀測的時間。

但現在發射的衛星依然沒有達到天文學家的要求,未來其他機構發射的衛星也沒有標準去限制他們,所以天文學的災難也才剛剛開始。