卫星是现代科技的奇迹，改善了我们所有人的生活。但将超过一百万颗卫星送入轨道，可能会毁掉我们仰望的星空，并对我们的星球造成严重损害。是时候对巨型卫星星座的无节制扩张说“不”了
作者：菲尔·普莱特
在这张曝光30分钟合成的长时间曝光照片中，近地轨道卫星的光迹布满了天空，画面底部是树木的剪影。
我还记得第一次看到人造卫星的情景。那时我还是个少年，站在我那有些光污染的郊区院子里，像往常一样观星。那颗卫星是一个暗淡的“光点”，平稳而缓慢地划过天空。当我望着它时，心中充满了敬畏与惊奇——这样的东西居然能被看见，而且人类竟然能把物体送入轨道。
那已是上辈子的事了。如今回想那个夜晚，我感受到的不再是怀旧，更多的是不安；少年时代的天真几乎让我感到尴尬。
这是因为，如今看到这样的“天际旅者”，只会让我充满恐惧。我们无疑已身处卫星星座（由数十颗相似卫星组成的群组）时代，并且正在步入巨型星座时代——由成千上万颗卫星组成的群组将充斥天空。这些卫星集群起初规模很小，但就像病毒爆发一样，它们在我们几乎未曾察觉中迅速增长，而我们现在面对的正是一场“大流行”。
我在2023年5月曾为《科学美国人》撰文讨论过这个问题。当时，有7500颗活跃卫星环绕地球运行；其中超过一半是提供互联网服务的SpaceX星链卫星。在不到三年的时间里，仅星链在轨卫星的数量就已接近1万颗。如今，太空中的星链卫星数量，确实已超过了所有其他在轨运行卫星的总和。
这个比例几乎肯定会进一步向星链倾斜。早在2019年，当第一批星链卫星发射时，SpaceX就向美国联邦通信委员会（FCC）申请了额外发射最多3万颗卫星的许可。
这听起来很糟吗？好吧，也许有一天（而且这一天很快就会到来），我们甚至会“怀念”天空中只有区区3万颗卫星的日子。2026年1月30日，SpaceX提交申请，要求许可发射多达100万颗额外的卫星。
是的，一百万颗！
SpaceX的计划是让这个庞大的巨型星座成为一个分布式网络，作为“轨道数据中心”运行，类似于为互联网提供信息处理骨干的地面数据中心。区别在于，其处理能力并非来自存储在巨型仓库中的设备，轨道上的每颗卫星将承担一小部分计算任务，然后将最终结果传回地面。
从原则上讲，这样的计划可以缓解地面数据中心难以满足的电力需求和环境影响。仅2023年，美国的数据中心就消耗了惊人的1.76亿兆瓦时能源——略高于美国全年用电量的4%，足以供1600万户家庭使用一年。其中许多中心依赖化石燃料供电，会向大气中排放加剧全球变暖的温室气体。这些中心还需要冷却，通常要消耗大量水资源。随着计算密集型人工智能应用激增，其对电力的渴求——以及造成更大环境危害的潜力——也将飙升。
SpaceX声称，将大部分“计算”任务转移到轨道上，是打破这一恶性循环的方法。这有一定道理：卫星将使用太阳能供电，减轻地球的电力需求。它们也不需要用水来冷却发热的芯片，而是依靠大型散热器来排热——这种方法虽然较慢、效率较低，但在近乎真空的太空中却是最佳选择。目前正在使用的星链卫星已采用这种方式散热，而用于处理数据的卫星热负荷与提供互联网服务的卫星大致相当，因此这并非许多人想象中的致命难题。
所以，如果不深入思考，大规模轨道数据中心似乎有其道理。但只要稍加审视，就会发现这个想法有多么糟糕透顶。
首先，这些卫星需要进入太空。正如我的朋友和同事、天体物理学家乔纳森·麦克道尔所指出的，SpaceX声称其星舰火箭（一旦通过测试）能将150公吨载荷送入近地轨道，但有充分理由认为其实际运载能力更接近100公吨。假设所有卫星确实都去往近地轨道（其中许多无疑需要飞得更高），且每颗卫星重2公吨，这意味着星舰一次可发射约50颗卫星。那么，即使按照非常乐观的估计，构建这个百万卫星的巨型星座也需要约2万次星舰发射。
更糟的是：这些卫星将在几年后失效，需要更换。最终，维护这个设想中的百万卫星巨型星座，可能意味着每天需要约10次星舰发射，永无止境。
所有这些带来的环境影响绝非微不足道。例如，单次星舰发射就会排放7.6万公吨二氧化碳当量——这还不包括噪音污染和对附近栖息地的潜在破坏。两万次发射将产生巨大影响，包括对我们至关重要的臭氧层造成更多损害。卫星重返大气层时的剧烈燃烧也会成为污染源，将大量汽化的金属和塑料倾泻到地球脆弱的高层大气中。根据这些卫星开始入轨的时间及其计划更换周期，目前每天至少有一颗星链卫星以这种方式烧毁——而轨道数据中心可能使这种再入率急剧飙升。
仿佛这还不够，巨型星座的激增还会给轨道环境本身带来风险。我们头顶上空的卫星数量已经非常庞大，但拟议发射的卫星数量如此之多，以至于为避免碰撞而进行的太空交通管理将成为一项更加艰巨的任务。即使在轨道上发生一次碰撞，也可能演变成灾难。这些卫星的移动速度比步枪子弹快许多倍，一次直接撞击会产生一片碎片云。这些碎片会扩散，击中其他卫星，产生更多碎片，导致一种被称为“凯斯勒症候群”的剧烈级联效应。尽管轨道衰减会随时间自然“清理”近地轨道，但触发这种症候群已经是一个切实的担忧。将卫星数量增加数千倍，可能会使这种威胁恶化到灾难性的地步。
作为一名天文学家，我禁不住担心这对我所热爱的领域造成的影响。去年12月发表在《自然》杂志上的一项研究表明，如果轨道上大约有50万颗卫星，那么几乎哈勃太空望远镜的每一次观测，都至少会有一颗卫星闯入视场造成污染。地面望远镜也将受到严重影响——事实上，现在就已经受到了！再入大气层产生的汽化碎片也会增加天空辉光，使得观测微弱的宇宙天体变得更加困难。甚至你在后院的简单观星也会受到影响。从一个非常现实的意义上说，发射如此多的卫星，我们面临着失去星空的危险。
请记住，SpaceX并非唯一在挤占天空的公司。中国已申请为其自己的网络发射20万颗卫星。其他国家和公司无疑会效仿；亚马逊和蓝色起源也已各自计划发射数千颗卫星。更令人担忧的是一家名为Reflect Orbital的新公司，它希望将数千面巨型太空镜发射到轨道上，以便在地球任何地方提供“按需阳光”。其光束将比满月亮得多，即使被小心指向，也会在大气中散射，导致离轴方向非常明亮，干扰野生动物，并通过从我们视线中抹去星星，最终摧毁天空仅存的自然之美。这些太空镜绝对是个糟糕透顶的主意。
事实上，这就是这里共同的主题。即使忽略所有这些发射和再入大气层所带来的、令人深感不安的环境和光污染，还有另一个影响。我们的夜空——它属于我们所有人——是一个自然奇观，一个需要保护的宇宙公园，而不是以自由放任的态度去开发。这种对头顶天空的肆意利用，对我们所有人都是一个真实的危险。
如果这一切让你和我一样感到震惊，请发出你的声音。FCC正在就Reflect Orbital的申请征求公众意见，截止日期为2026年3月9日；就SpaceX的巨型星座申请征求意见的截止日期是3月6日（即本文发表之日）。美国天文学会的链接（https://aas.org/action-alert-provide-input-fcc-proposed-satellite-systems）。返回搜狐，查看更多