远超天文范畴的影响冲击。

近期,全球天文界再次向美国联邦通信委员会FCC提交了一份措辞严厉的意见书。


这份意见书的署名者,涵盖全球主要天文机构,以美国天文学会AAS为核心,联合国际天文学联合会IAU、英国皇家天文学会RAS、欧洲南方天文台ESO等,堪称近年来全球天文界声势最为浩大的一次「联名抗议」事件。


这份长达12页的抗议文件,直指人类两项「令人战栗」的商业航天计划:


一是SpaceX拟在低轨部署总计达100万颗具备AI运算能力的卫星矩阵;二是初创公司Reflect Orbital计划远期部署的5万轨道反射镜卫星。


全球天文界警告称,这些计划一旦缺乏监管地落地,人类数百万年来熟悉的美丽星空将彻底「变色」。


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图源:Josh Dury


从通信到算力:商业卫星的「百万颗」狂飙之路


商业航天的发展历史并不长,但它的扩张速度却在加速推进。


2015年,SpaceX宣布推出星链计划(Starlink),拟向近地轨道部署约1.2万颗宽带互联网卫星,彼时已有声音担忧星空将因此改变。但没有人能预料到,这只是序幕。


11年前,星链(Starlink)计划的初衷还是提供卫星通信;而伴随AI时代的到来,SpaceX的愿景已向「太空边缘计算」演进。


2026年初,SpaceX宣布新的更为激进的计划:将百万颗低轨数据中心卫星送入太空,并向FCC提交了申请。FCC则在3月完成了这项计划的公开征求意见。


按照马斯克的设想,将高耗能计算基础设施迁至太空,可以利用外空的低温背景并充分释放AI潜力。与此同时,Reflect Orbital计划远期部署的5万面轨道反射镜(每面约10米宽),则试图在深夜将阳光「外送」给地面客户。


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反射镜卫星概念图(图源:CBC)


这两项计划的规模,在商业航天史上均属前所未有,叠加其它近地轨道宽带卫星项目(如亚马逊Leo、英国OneWeb等),全球商业卫星的在轨数量正在从「万」量级向「百万」量级跃迁。这种扩张的陡峭程度,已远远超出现有人类天文观测体系的承载极限。


令天文学家不安的,还有监管机构的态度。美国FCC等似乎倾向于批准这些计划,且并未强制要求相关企业开展全面的环境影响评估,如EIA等。「现在的预设是,这些申请理应获批,而反对者需要举证存在的问题」,有天文学家表示。


被照亮的星空:远超天文范畴的影响冲击


对于监管机构的态度,有天文学家直指,目前正在推进的庞大商业航天计划,不仅影响天文环境范畴,还会对地球自然环境造成巨大冲击,监管机构们对此却不进行全面环境审查,这令人十分担忧。


要理解天文学家为何如此愤怒,雷科技(ID:leitech)认为需要首先了解商业航天对星空的具体影响情况。


英国皇家天文学会(RAS)副执行主任罗伯特·梅西做了一个直观的类比:Reflect Orbital的轨道反射镜若直视,其亮度将是满月的数倍。即便以倾斜角度观测,其亮度也堪比金星——夜空中仅次于月球的最亮天体。「这无异于在破坏人类遗产的核心部分」,梅西认为。


梅西同时指出,SpaceX计划发射的百万颗数据中心卫星,尽管单颗亮度较低,但由于星座规模极其庞大,任何时刻都将有成千上万颗如恒星般闪亮的光点在苍穹穿梭。这意味着,即便在没有反射镜的日子里,地球的夜空也将变得「灯火通明」。


另有天文学家透露,若SpaceX百万颗轨道数据中心卫星计划成真,欧洲南方天文台(ESO)建造在智利的甚大望远镜(VLT),每幅图像将损失多达10%的像素,部分观测类型的像素损失甚至可达30%。「我们通常将技术损耗控制在3%以内,而天气因素造成的总损耗约为10%」,天文学家指出。


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SpaceX星链卫星与AI数据中心星座的可见性比较(图源:John Barentine)


对于依赖暗弱天体信号观测的天文学研究而言,这种损耗是致命的。而Reflect Orbital反射镜星座可能带来的夜空亮度整体上升,也将迫使天文学家将拍摄曝光时间显著延长。有天文学家表示,「我们将再也无法观测到暗淡的天体目标,后果将是灾难性的。」


全球天文界近年启用了有史以来最强大的天文观测设备,旨在拓展人类对宇宙认知的极限。去年启用的耗资100亿美元的维拉·鲁宾天文台,以及目前正在智利建造的更多新式大型望远镜,其未来观测也将受到庞大卫星运行的严重干扰。


与此同时,天文学家估计,目前每天大约有三颗旧卫星或废弃火箭残骸在大气层中解体,更加频繁地发射火箭,也将进一步加剧太快空气污染。


除了夜空亮度的「灾难性」抬升、被遮蔽的天文视野,商业航天的光污染还将带来地球生态环境和人类文化的连锁反应。


天文学家认为,人类庞大商业航天计划从根本上改变夜空后,不仅会在天文范畴产生深远影响,还将波及地球生态系统、人类文化遗产,以及人类与宇宙的整体联结。


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图源:Getty Images


大量研究已经证明,人工光源对夜间迁徙的鸟类、昆虫和海洋生物都会产生严重干扰。当夜空被卫星和反射镜大幅增亮,这些依赖暗夜生态系统的物种将面临前所未有的生存「焦虑」乃至「压力」。


天文学家也指出,不限数量、不加节制地向太空发射卫星,也将显著增加太空碎片撞击地球的风险。


而在文化层面,星空对人类文明的意义同样深远。无论是古希腊的星象神话,中国古代的二十八宿,还是现代天文学启蒙,无数人类文明的灵感都根植于那片没有被人工光源污染的星空。当这片星空变得面目全非,其损失或许无法用经济数据来衡量。


多方联动起来,共同守护人类美丽星空


需要指出的是,SpaceX等商业航天公司,也在试图通过采用电介质镜面薄膜(Dielectric Mirror Film)等涂层处理技术,来降低卫星反光现象;但天文学家认为目前这些处理技术,在未来「百万颗」卫星矩阵的庞大基数面前,只会显得微不足道。


天文界偏激进的论调认为,「要守护数十亿年来的璀璨星空,唯一的选择就是对在轨卫星总数设定红线,就像限制污染物排放一样。」


不过,目前全球天文界总体的反对之声相对「偏温和」,包括也在直言卫星技术创新的确可以带来显著的社会收益,以及带给人类普惠互联网与太空算力等美好愿景。


天文界的一条底线是,「美丽星空」应当被视为全人类乃至地球生态系统共有的宝贵自然环境资源,而非商业公司可以随意占用的空白资产。


无论技术改进还是软性协调,都无法替代系统性的制度安排。天文观测是人类共同的事业,美丽星空是人类和自然界共同的遗产:当商业利益与这两者发生冲突时,需要一套兼顾效率与公平的治理框架。


目前,全球天文界正在联合多方力量,试图在美国FCC层面推动建立前瞻性的航天环境(尤其低空轨道环境)监管和治理体系。


而在这套「美丽星空」全新监管和治理体系中,雷科技(ID:leitech)认为商业航天公司、天文学界、监管机构等都可以扮演更加主动和关键的角色。


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图源:豆包AI生成


商业航天公司,在自律层面,应当将「光污染控制」设为卫星设计和运行的一项重要乃至关键指标:从卫星表面涂层、姿态控制算法、轨道高度选择到反射率指标,在设计阶段就系统性考量对星空环境的具体影响。


他律层面,商业航天行业协会等可以在充分吸收天文学界意见的基础上,制定行业性的卫星亮度上限标准和光污染控制最佳实践指南,并将达标情况纳入企业评级体系。


天文学界,则可从被动呼吁转为主动参与,例如建立常态化的商业航天对话平台,用专业知识为卫星设计提供可量化的光污染控制指标;乃至参与到卫星设计和部署规则的制定过程中。


天文研究机构,也可根据不同天文观测任务对光污染的敏感阈值,计算出可接受的在轨卫星总颗数或总亮度上限,并将这一数据反馈给监管部门和相关企业。


此外,天文学家还需加大对卫星光污染现象基础研究的投入。当前的很多测算模型仍存在较大不确定性,天文学界有责任提供更精确的量化数据,为监管决策提供科学依据。


监管机构层面,当前全球商业航天的监管框架普遍滞后于技术发展速度。美国FCC等对SpaceX和Reflect Orbital申请的快速推进态度,折射出监管机构在面对新兴技术时的两难处境:过于严格的审批可能抑制创新,而过于宽松则可能让夜空这样的公共资源遭到不可逆的破坏。


但美国FCC等全球航天监管机构,也必须要高度重视天文学界的建议意见,包括是否将商业航天纳入强制性的环境影响评估(如EIA等),以及是否需要对在轨卫星总数设定红线,包括光污染指标,如同对待其它污染物(源)一样,制定必要的限制措施,而这也必须建立在监管部门充分论证和开放讨论的基础上。


而在具体操作层面,监管部门可以推动建立如下机制:


1.强制要求商业航天企业在卫星发射前公开卫星反射率、在轨寿命和退役处置方案;

2.设立独立的天文和星空环境影响评估委员会,对大型卫星星座项目进行专项审查;

3.建立国际协调机制,因为卫星光污染是跨国界问题,单一国家的监管存在天然局限。


美丽星空指引过人类的航程,激发过科学的灵感。作为一件全人类和自然界的大事,守护美丽星空不仅需要各方在观念上予以更高重视,更需要各界联手行动起来,共同推进全球星空监管和治理体系的逐渐完善和成型。


参考资料:


1.SpaceX plan for 1 million orbiting AI data centers could ruin astronomy, scientists say


https://www.space.com/space-exploration/satellites/spacexs-1-million-orbiting-ai-data-centers-could-ruin-astronomy-scientists-say


2.'This is really intolerable': Astronomers protest giant orbiting mirror project and SpaceX's million AI satellites


https://www.space.com/space-exploration/satellites/this-is-really-intolerable-astronomers-protest-giant-orbiting-mirror-project-and-spacexs-million-ai-satellites