数据中心上太空后，人类仰望星空时看到的卫星数量或达星星的100倍？

本文来自微信公众号： 财联社 ，作者：李莹全球AI算力竞赛正把数据中心送上太空。几位天文学家的最新研究警告，若相关卫星星座计划不加约束地全部落地，部分时段夜空中的可见卫星或远多于恒星，全球星空将面临深刻改变。

由加拿大不列颠哥伦比亚大学天文学教授、外层空间研究所联合所长Aaron Boley，里贾纳大学天文学副教授Samantha Lawler，以及多伦多大学士嘉堡分校副教授Hanno Rein共同撰写、今年8月发布的预印本论文《天空中的光环：轨道数据中心及其对天文学和天空的潜在影响》（Rings in the Sky:Orbital Data Centres and Potential Impacts to Astronomy and the Sky）指出：如果SpaceX、蓝色起源以及美国航天企业Cowboy Space向美国联邦通信委员会（FCC）申报的轨道数据中心按计划建成且不采取缓解措施，某些时段夜空中可见卫星数量或达到恒星的约100倍。

这意味着，地面望远镜拍摄的图像将布满卫星留下的亮痕，天文学家观测暗弱星体和星系的能力将大打折扣。普通人仰望星空时，看到的也将是成片移动的人造光点，而非纯净的自然星空。该论文依据上述三家公司申报文件，对三种设计方案进行了建模。

其中，蓝色起源的“Sunrise”卫星星座最多包含5.16万颗卫星，Cowboy Space的“Stampede”卫星星座为2万颗。SpaceX的方案规模最大，其申报文件描述该卫星星座包含100万颗卫星，若计入后续更新中列出的轨道，总量约为120万颗。

不过，媒体报道指出，由于申报文件仅提供概述性说明和少数代表性轨道，论文作者团队以自身假设补全了其余参数。基于上述模拟结果，论文认为，若要避免卫星光带布满夜空、干扰天文观测，只能将卫星亮度降低几个数量级（一个数量级即10倍），或对卫星数量设定硬性上限。

论文作者直言，减少轨道数据中心对天空影响的唯一明确方法，是限制其使用。监管层面的阻力也在显现。美国天文学会今年3月已向FCC提交请愿，要求驳回SpaceX的申请，理由是该卫星星座将影响美国联邦政府在天文研究领域数十亿美元的投入，并对学会成员造成重大损害。

该学会还表示，其担忧同样适用于太空数据中心初创公司Starcloud、蓝色起源和Cowboy Space的申报。据媒体此前报道，SpaceX已对现有星链卫星进行了减光处理，并在申报文件中承诺采取缓解措施，而其他公司尚未公开相关计划。

卫星又大又亮论文指出，这些卫星的体积普遍较大。SpaceX向FCC表示，算上散热器和太阳能板，其数据中心卫星的面积约为800平方米；Cowboy Space的设计草图则显示，其太阳能阵列面积约4800平方米，是国际空间站太阳能阵列约2250平方米的两倍多。

更大的面积意味着更强的反光。研究测算，在纬度30度地区的冬季傍晚，仅SpaceX的方案就会让天空中出现约9.8万颗亮于5等星（星等数值越小越亮，5等星在无光污染环境下肉眼可见）的卫星，而同等亮度的恒星仅约500颗。

这些卫星在天空中的分布也并不均匀。它们将运行在太阳同步轨道上，形成一道道“光环”，每天两次划过天空。论文称，影响最严重的时段出现在冬季，届时环状结构可能横扫原本漆黑的夜空；在两极附近，部分卫星在冬季漫长的黑夜中甚至可整夜可见。

外层空间研究所联合所长Boley在接受媒体采访时表示，由于城市光污染，人们早已失去了对夜空的感知。普林斯顿大学天文学家Gaspar Bakos则表示，卫星的影响是全球性的，人类无处可躲。

需要指出的是，上述数据基于一个简化模型，即将每颗卫星视为反光球体，论文作者也承认实际亮度可能更高或更低。退役卫星污染大气除了遮蔽星空，这些卫星星座还将带来其他代价。论文测算，一个由100万颗卫星组成、寿命为五年的卫星星座，意味着平均每三分钟就要处置一颗退役卫星。

卫星退役后通常会坠入大气层烧毁，残留的金属颗粒随之进入平流层。论文称，按上述规模，沉积在平流层的金属量将比现有任何模型所模拟的高出几个数量级，其环境影响已远超科学界目前的评估范围。

此前已有研究关注这一隐患。今年2月，德国莱布尼茨大气物理研究所研究人员在《自然》旗下期刊《通讯-地球与环境》发表研究称，他们在一枚SpaceX火箭残骸坠入大气层时，首次直接测得其释放的金属污染物。

2024年发表于学术期刊《地球物理研究快报》的一项研究则解释了其危害：卫星烧毁产生的氧化铝会催化消耗臭氧的化学反应。该研究测算，一颗约250公斤的卫星烧毁后可产生约30公斤氧化铝颗粒，并可能在大气中留存数十年。