像蓝行者3号原型这样的卫星星座引起了天文学家的担忧，因为它们可能会干扰夜空观测和射电天文学。平衡全球通信需求与保持天文研究的完整性至关重要。图片来源:AST SpaceMobile

对蓝行者3号原型卫星的观测表明，它是夜空中最亮的物体之一，除了最亮的恒星外，它比其他所有物体都亮。

天文学家们担心，如果不采取缓解措施，大型卫星群可能会破坏我们从地球观测恒星和进行射电天文学的能力。

几家公司正在计划卫星“星座”——可能由数百颗卫星组成的卫星群，可以在世界任何地方提供移动或宽带服务。

然而，这些卫星需要在“近地”轨道上运行，而且可能相对较大，因此它们对夜空观测的潜在干扰令人担忧。

2022年11月12日，蓝色漫步者3号在墨西哥圣佩德罗马提尔国家天文观测台上空留下的夜空痕迹。轨迹的中断是由堆叠在一起的曝光之间的中断造成的。资料来源:普劳丘-弗雷恩

《BlueWalker 3》对天文学的影响

现在，由国际天文学联合会保护黑暗和安静的天空免受卫星星座干扰中心(CPS，由NSF的NOIRLab和SKAO共同主办)的天文学家领导的一个国际科学家小组，包括伦敦帝国理工学院的研究人员，在《自然》杂志上发表了一篇论文，评估了蓝行者3号原型卫星对天文学的详细影响。

帝国理工学院物理系的戴夫·克莱门茨博士说:“夜空是一个独特的实验室，可以让科学家进行在地面实验室无法完成的实验。天文观测提供了对基础物理学和其他知识边界研究的见解，并改变了人类对我们在宇宙中位置的看法。

“原始的夜空也是人类共同文化遗产的重要组成部分，应该为整个社会和子孙后代保护起来。”

从地面上看到的8米× 8米的蓝色行走者3号卫星的图像。图片来源:M. Tzukran

Observatio蓝行者3号的数据

BlueWalker 3于2022年9月10日由AST SpaceMobile公司发射到近地轨道，作为计划中的100多颗类似卫星星座的原型，用于移动通信。发射后几周内的观测显示，这颗卫星是天空中最亮的物体之一。

然而，为了更好地了解它对天文学的影响，CPS发起了一项国际观测运动。作为这一倡议的一部分，来自世界各地的专业和业余观测都得到了贡献，来自智利、美国、墨西哥、新西兰、荷兰和摩洛哥的站点。

新发布的数据记录了蓝行者3号在130天内的亮度，显示出随着天线阵列的完全展开，亮度突然增加，该天线阵列有64平方米，是迄今为止部署在近地轨道上的最大的商业天线系统。

摄于2023年4月3日的蓝行者3号卫星。这颗8米× 8米的卫星的光学亮度——夜空中最亮的物体之一，亮度峰值达到了0.4等——在这里展示了它穿过星空背景时的光学亮度。为了进行比较，在视频中还可以看到两颗较暗的卫星;Starlink-4781(在BlueWalker前面)和Starlink-4016(在几帧内平行并稍微在BlueWalker后面)。学分:代尔夫特理工大学/硕士Langbroek

观测数据的一个子集也被用来计算卫星随时间的轨迹。将预测的路径与收集到的观测结果进行比较，作者能够评估预测的准确性，以及由于大气阻力等因素如何变化。

知道卫星的位置很重要，这样天文学家就可以尽量避开它们，或者至少知道它们在数据中的位置。然而，除了掩盖它们的位置和丢失那部分天空的数据之外，减轻亮度是困难的。

无线电干扰问题

除了可见光观测，蓝行者3号还可能干扰射电天文学，因为它使用的波长与射电望远镜用于观测的波长接近。虽然有些望远镜位于指定的无线电安静区，但保护这些区域的限制目前只适用于地面发射机，因此它们不一定不受卫星传输的影响。

mikepeel博士是IAU CPS的Sathub的联合领导，也是帝国理工学院物理系的研究员，他说:“BlueWalker 3积极地在接近射电天文学保留波段的无线电频率上传输，现有的天文台对无线电干扰的保护可能还不够。”因此，需要进一步的研究来制定策略，以保护现有和即将发射的望远镜免受未来十年计划发射的众多卫星的影响。”

展望未来

IAU和CPS合作伙伴认识到新的卫星星座在改善全球通信方面具有重要作用。然而，它们对天文观测的干扰可能会严重阻碍我们对宇宙的理解。因此，在部署它们时应适当考虑到它们的副作用，并努力尽量减少它们对天文学的影响。

“蓝色漫步者3号”的观测将继续进行，天文学家计划在今年晚些时候观测它的热辐射。天文学家将在即将到来的国际天文学联合会研讨会上继续讨论这个话题:天文学和卫星星座:十月的前进之路。

参考:《蓝色行者3号卫星的高光学亮度》作者:Sangeetha Nandakumar、Siegfried Eggl、Jeremy Tregloan-Reed、Christian Adam、Jasmine Anderson-Baldwin、Michele T. Bannister、Adam Battle、Zouhair benkhaldown、Tanner Campbell、j.p. Colque、Guillermo Damke、Ilse Plauchu Frayn、Mourad Ghachoui、Pedro F. Guillen、Aziz Ettahar Kaeouach、Harrison R. Krantz、Marco Langbroek、Nicholas Rattenbury、Vishnu Reddy、Ryan Ridden-Harper、Brad Young、Eduardo Unda-Sanzana、Alan M. Watson、Constance E. Walker, John C. Barentine, Piero Benvenuti, Federico Di Vruno, Mike W. Peel, Meredith L. Rawls, Cees Bassa, Catalina Flores-Quintana, Pablo García, Sam Kim, pensamolope Longa-Pe?a, Edgar Ortiz， ángel Otarola, María Romero-Colmenares, Pedro Sanhueza, Giorgio Siringo和Mario Soto, 2023年10月2日，Nature。DOI: 10.1038 / s41586 - 023 - 06672 - 7