太空探索技术公司的星链卫星反射的阳光是如何干扰地面操作的?这是最近发表在arXiv预印本服务器上的一项研究希望解决的问题,因为两位研究人员调查了当太阳处于特定角度时,Starmeta卫星如何对地球上的观测者显得更亮(研究人员也称之为闪光),同时讨论了这种亮度如何影响地球上的空中操作的过去事件。
这项研究有可能帮助航天器制造商设计和开发特定的方法来防止亮度水平的增加,这将有助于减轻地球上的观察者对亮度来源和有问题的物体的困惑。
在这里,《今日宇宙》与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的安东尼·马拉马讨论了这项研究,包括研究背后的动机、重要结果、潜在的后续研究、研究星链卫星亮度的重要性,以及对未来管理卫星星座的影响。
那么,这项研究背后的动机是什么?
“我研究了所有情况下Starmeta卫星的亮度,”Mallama告诉《今日宇宙》。“这包括它们在550公里(342英里)高度的运行阶段,当它们从大约300公里(186英里)的初始轨道上升到运行高度时,经常发生但振幅较小的普通耀斑和这些极端耀斑。”
在这项研究中,研究人员根据太阳在天空中的位置和角度,对Starmeta卫星的亮度进行了几何分析。尽管SpaceX正在采取措施降低Starmeta卫星的反射率,但只有当卫星直接在头顶时,反射率才会降低。该研究还讨论了星链卫星的反射率如何影响空中操作,特别是商业航空公司的飞行员。
这项研究最重要的结果是什么?
Mallama告诉《今日宇宙》:“这项研究表明,在某些条件下,星链可能非常明亮。有一次,两架商用飞机的飞行员报告说,它们是不明空中现象(UAP)。”
关于潜在的后续研究,Mallama告诉《今日宇宙》,“我正在描述其他卫星星座的亮度,包括亚马逊的柯伊伯,AST太空移动的BlueWalker/BlueBirds和行星的鹈鹕。”
该研究提到了UAP事件是如何在2022年发生的,最近在Buettner等人(2024)中进行了讨论,飞行员报告的亮度星等(也称为恒星星等或视星等)为-4至-5。作为背景,-5等的恒星相当于金星最亮的时候,这是在日出之前或全年周期性地在日落之后观察到的。视星等范围从-30到30,数值越大,亮度越低。
Buettner等人(2024)最近在第四届IAA空间态势感知会议(ICSSA)上进行了介绍。那篇论文讨论了这一事件是如何发生在2022年8月10日的,五名飞行员在两架飞越太平洋的商业航班上观察到了这一事件,并通过飞行员的手机拍下了两张照片。
在分析了一系列的模拟和额外的数据后,研究人员确定这些uap是当天早些时候发射的星链卫星,它们被指定为星链4-26组。鉴于这一事件,研究星链亮度/耀斑的重要性是什么?
Mallama告诉《今日宇宙》:“研究星链亮度的重要性在于,如果卫星的亮度超过7等,就会干扰天文学研究。此外,业余天文学家和博物学家等业余天文观测者会被那些比6等更亮的天体分散注意力,因为它们肉眼可见。”
这项研究是在SpaceX的星链星座继续定期增长的情况下进行的,目前在轨的星链卫星数量已达到5600多颗,其中SpaceX已发射了近6000颗。
正如这项研究和Mallama所指出的那样,Starmeta卫星的阳光反射率会给地球上的空中操作和天文观测带来问题,Mallama还为亚马逊、AST SpaceMobile和Planet Labs进行卫星星座亮度的研究。因此,随着轨道上的卫星数量因星座而迅速增加,这项研究对未来管理卫星星座有什么意义?
Mallama告诉《今日宇宙》:“降低卫星亮度的一种方法是将阳光反射到太空中,而不是让它漫反射到地面上的观测者身上。这在大多数情况下都很有效。然而,在某些太阳-卫星-观测者的几何结构中,它失败了,观测者看到的是太阳的镜面反射。”
马拉姆于2023年在《天空与望远镜》上发表了一篇文章,讨论了SpaceX的第二代星链卫星如何比它们的前辈更暗淡。
马拉马认为他的合著者理查德·科尔在这项研究中发挥了“关键作用”,并指出科尔是如何“根据他的星链卫星亮度数值模型预测极端耀斑的”。
星链卫星的阳光反射率将如何影响未来几年和几十年的地面操作,可以采取哪些措施来减轻这种活动?只有时间会告诉我们答案。