太空霸權惡果初顯!星鏈鎖死人類天文學,中國巡天項目成破局關鍵

愛較真科普 發佈 2024-03-04T16:28:15.044767+00:00

在美國的太空霸權計劃,準備鎖死中小國家仰望宇宙的唯一渠道時,中國的太空望遠鏡卻在努力,讓全人類都能看到真實的星空!眾所周知,伴隨著去年年底中國空間站的在軌建設第一階段正式完成,近幾個月來中國的航天事業也進入了相對平淡的穩健發展期。

在美國的太空霸權計劃,準備鎖死中小國家仰望宇宙的唯一渠道時,中國的太空望遠鏡卻在努力,讓全人類都能看到真實的星空!

眾所周知,伴隨著去年年底中國空間站的在軌建設第一階段正式完成,近幾個月來中國的航天事業也進入了相對平淡的穩健發展期。不僅載人乘組的往返任務頻率周期漸緩,就連空間站下一步的建造運營規劃也久久沒有消息傳出。使得中國的航天愛好者們,一度望眼欲穿。不過現如今中國另一個極為重要的空間設備「巡天太空望遠鏡」,卻在發射規劃方面傳來了好消息!

近日空間站望遠鏡科學應用研究團組首席科學家劉超,在一場名為「銀河講壇」的公開主題報告中明確透露,中國新一代太空望遠鏡「巡天」,將在2024年前後正式發射升空。

然而令人意想不到的是,在解讀中國為何要發射巡天望遠鏡去觀測宇宙時,研究員劉超卻著重強調了馬斯克與他的「星鏈」系統,對於現如今人類天文事業的阻礙!甚至可以說,中國建造巡天望遠鏡的目的之一,就是為了避免星鏈系統將人類的地表天文觀測產業徹底鎖死!那麼問題來了:

星鏈系統對於人類天文事業究竟造成了哪些阻礙?

而該系統未來真的有可能鎖死人類的天文觀測活動嗎?

被我國寄予厚望的巡天望遠鏡,未來又能否成為人類天文觀測的新途徑?

星鏈問世 爭議紛紛

星鏈作為近幾年來最為龐大也最為知名的商業航天項目,自2015年正式提出以來便引起了全球無數目光的關注!誠然這一划時代的航天項目,的確在一定程度上拓寬了人類的航天產業邊界,也改變了一些國家的通訊模式。但是不可否認的是,星鏈的誕生同樣也在很多領域帶來了一些不必要的爭議與麻煩!

像在空間使用方面,成本低廉構造簡單的星鏈通訊衛星,卻占據了數千條近地飛行軌道。這對於有限的太空資源而言,本就是一種極大程度的浪費。同時曾經平靜的近地空間,也伴隨著星鏈衛星的湧入變得混亂不堪,各種撞車事件層出不窮。平均每周因星鏈衛星引起的飛行器碰撞警告高達1600多次,導致無數航天機構經常被迫調整衛星軌道。

甚至在去年的7月和10月,我國的空間站還因為星鏈衛星變軌,出現了近距離接觸風險,最終只能被迫緊急執行避碰操作。

另外星鏈衛星還有極高的軍事應用危險。像目前激戰正酣的俄烏衝突,星鏈系統的存在感簡直比美國援助的飛彈坦克還要高。而且現如今馬斯克還揚言直接打造用於軍事用途的星盾系統。這些離譜操作所帶來的危害,顯然已經蓋過了該商業項目所創造的收益!

然而很多人不知道的是,這些風險與爭議還只是星鏈系統真正危害的冰山一角。在很多我們難以了解的領域,星鏈系統所造成的影響遠比我們想像的還要嚴重!例如現如今人類推進天文學最核心的渠道天文觀測,就正在面臨著被星鏈逐步鎖死的可怕境遇!

天文觀測 危在旦夕

其實提到天文觀測,在絕大多數人的印象里就是拿著天文望遠鏡往天上瞅就行。只要能看到宇宙里的星星,就完成了所謂的觀測。但如果真的有人這麼想,那就太小看人類的科技與天文觀測這個產業了!

事實上,現如今人類的天文觀測,僅僅依靠我們的肉眼捕捉宇宙中星體的可見光,已經遠遠不能滿足我們探索宇宙的需求了,必須藉助一些更為先進的天文望遠鏡,才能看到那些我們想了解的星星!

例如可以用來觀測紅外線的紅外天文望遠鏡、可以捕捉天體射電波的射電天文望遠鏡以及近幾年剛剛興起的引力波望遠鏡等等!在這些「高科技眼睛」的加持下,可以說人類的天文觀測邊界得到了極大拓寬。

可伴隨著馬斯克像撒土豆一樣,瘋狂的向宇宙中發射星鏈衛星,卻意外給這些先進的「高科技眼睛」蒙上了一層厚厚的遮擋網。

畢竟星鏈衛星重量雖然並不算太大,但是由於卡片式設計,導致其體積遠超一般的人造衛星。同時它們還都配備有太陽能帆板,會強烈反射太陽光和宇宙中的光電磁波。其亮度甚至僅依靠我們的肉眼就能夠清晰的觀察到!

可偏偏目前我們所採用的天文觀測設備,其運行原理本質上就是捕捉宇宙中星體所散發的微弱光電波,來確定它們的位置與狀態。

因此其觀測準確度往往與觀測範圍內星空的穩定性和整潔度直接掛鈎。換句話說就是望遠鏡所看到的星空越原始越穩定,那麼就更容易找到那些我們想觀測的天體!

那在這種情況下之下,一顆顆宛如小太陽般的星鏈衛星一旦進入這些天文觀測設備的視野,大量的光污染和電磁波污染必然會讓其觀測準確性大幅度降低!事實上,早在2019年第一批星鏈衛星發射後,智利天文台就放出了一部分它們當時利用光學望遠鏡長時間曝光拍到的宇宙圖像。

其畫面中原本應該浩瀚無垠的星空,卻因為星鏈衛星的划過留下了接近20條光柵欄一樣的痕跡。最終導致該望遠鏡,長達數個小時觀測的結果直接報廢。而在這數個小時的時間裡,人類究竟錯過了多少千年甚至萬年一遇的天文現象,已經尚未可知!

而且更恐怖的是,伴隨著星鏈系統的規模不斷擴大,這種現象的發生概率還在持續走高!據不完全統計,在過去的兩年時間裡,受星鏈衛星軌跡影響的天文望遠鏡圖像數量增加了足足35倍。尤其是較為重要的黃昏時分,有近五分之一的觀測圖像中,都出現了星鏈衛星的軌跡,其影響程度可見一斑!

而且根據天文學家製作的模型計算,當星鏈項目一期計劃的12000顆衛星全都部署就位之後,那麼在地球上的任意地點和任意時刻,只要抬頭天空中都會有140顆這樣的衛星。要知道按照馬斯克的說法,星鏈系統最終的衛星部署數量,將會達到4.2萬顆。屆時無處不在的星鏈衛星,將會讓地面的天文觀測設備,再也無法找到一片乾淨的星空。

也正因為有著如此可怕的後果,所以近幾年來全球各國的天文學家也一直在聲討星鏈系統。而當時馬斯克為了平息這些輿論,也承諾將修改衛星的設計,以使它更少的反射陽光。結果三四年下來,所謂的修改承諾不僅一直沒有兌現,反而在發射衛星一事上變得更加積極!最終還間接掀起了一場更為龐大的商業航天浪潮!

按照這種趨勢下去,未來橫貫在天文觀測設備與浩瀚星空之間的,很可能不再只是星鏈還會有更多更龐大的商業衛星湧入近地軌道。屆時人類的地面天文學觀測被徹底鎖死,就很有可能從預想變為現實!而這對於全世界絕大多數國家而言都將是一場難以承受的災難,甚至就連身為航天大國的我們也難以置身事外!

到底有沒有一種方式能夠降低星鏈以及同類商業衛星,對我們天文觀測事業的影響呢?其實對於這個問題我們早已經找到了答案,那就是把望遠鏡送到天上去!也就是現如今我們正在全力推進的「巡天」太空望遠鏡項目!

中國巡天 破局關鍵

其實我們一直以來經常說到的「巡天」太空望遠鏡,其真正名稱應該叫做巡天光學艙,在定位上屬於中國天宮空間站的附屬艙段!

只不過不同於問天、夢天、天和這樣的空間站主體艙段,巡天光學艙並不會和空間站正式對接,只是採用同軌伴飛的方式來為其服務。但是歸根結底這個未來中國的「飛天巨眼」,在定位上依舊是中國天宮空間站大家庭的一員!

然而也正是出於這樣特殊的定位,所以讓巡天光學艙在性能水平和運營使用上,也擁有了一般太空望遠鏡難以擁有的優勢!例如在運營維護方面,由於巡天採用的是與空間站伴飛的模式,所以我們的空間站駐守團隊幾乎可以隨時對其進行維護升級,從而一直保持國際前沿水平。

而且據了解,巡天號光學艙還有可能具有,獨立對接天舟貨運飛船的能力。同時我們的空間站主體也配備了,巡天光學艙的停泊模塊。這就使其硬體更換、能源補充也變得極為方便,運營壽命自然也會大幅度提高!

其次在外觀上來看,巡天光學艙的體積相比人類此前的太空望遠鏡來說,也大出了不少!總長不僅達到了驚人的14米,其最大直徑也有4.5米,發射質量更是高達16噸。其大小几乎和我們日常生活中見到的大客車差不多。而相比之下,曾經最知名的「太空之眼」哈勃望遠鏡,卻只有巡天光學艙的一半不到!

而之所以會有如此龐大的體積,歸根結底在於其獨特的結構設計。據了解巡天光學艙的主體艙段,大致可以分成「平台段」與「光學設施段」兩個部分。其中前者簡單來說就是巡天的資源調控系統,負責為其太空飛行提供動力以及根據情況進行調姿變動。

至於後者則是傳統太空望遠鏡主體載荷部分,包括巡天光學模塊、太赫茲模塊、多通道成像儀、積分視場光譜儀和系外行星成像星冕儀等5台觀測設備。在這些多種類觀測模塊的加持下,巡天望遠鏡所看到的星空不僅更為準確真實,其觀測的天體範圍和種類也會遠超一般的太空望遠鏡!

而在所有的觀測設備中,最具亮點的當屬核心的巡天光學模塊了!作為中國空間天文的旗艦級工程,該模塊採用了極為特殊的離軸三反式望遠鏡。

其原理簡單來說,就像在原來望遠鏡的基礎上又添加了一個廣角鏡頭,能夠讓最終的視場範圍大幅度提高。

根據目前已知的資料,巡天光學模塊的鏡頭口徑雖然只有兩米,甚至還比不上之前的哈勃望遠鏡,但是其視場角卻達到了哈勃的 300 多倍。在一個巡天周期裡面,它完全可以掃描整個夜空的40%,獲取至少20億個星系的圖像,其觀測體量可見一斑!

而且最重要的是,由於巡天望遠鏡所處的運行軌道高達400公里。在該環境下進行天文觀測,可以無視絕大部分人造衛星所造成的影響。屆時,我們的天文觀測事業不僅不會被「星鏈」鎖死,反而還可以更上一層樓!

另外我國在航天事業的發展上,也一直秉承合作共贏。因此等到巡天光學艙成功發射後,我們必然也會以此為依託開展全球天文觀測研究合作,建造一個龐大的天文研究共同體。畢竟宇宙應該是全人類的宇宙,絕不應該被某一個國家或者某一個企業壟斷。

而現如今中國要做的,就是帶領全世界所有嚮往星空的國家一起,打破壁壘衝破霸權。讓全世界的人類都能夠藉助巡天這顆新一代的宇宙之眼,巡遊天河看星辰壯闊!

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