卫星阵列轨道艺术品:人造“星星”改变了夜空

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在法国西南部一个洞穴的粗糙墙壁上,有一幅宏伟的野牛、马和鸟的画像。是一位史前艺术家在4万年前留下的。在一头公牛的肩部上方有连续的七个点,表明这些早期的人类艺术品中隐藏着一个关于繁星的秘密。

科学家们认为,这些连续的点代表一组明亮的恒星,它们构成了金牛座的一部分。金牛座在冬天悬挂在欧洲的夜空中。如果正确的话,表明欧洲的早期人类定居者对恒星位置的了解远远超过了我们的想象。

几千年后,古罗马人从遥远的火球所产生的光芒中辨认出了类似的形状。后来,斯堪的纳维亚人和欧洲探险者使用同样的星图,帮助他们航行到新的陆地。

在从地球上肉眼可以看到的6000颗恒星中,有一些很容易识别的夜空标记具有特殊的意义。北极星或者说北方的星,几千年来水手们一直用它来帮助导航,因为它对北半球的水手来说几乎是静止不动的。

在黑暗的夜晚,明亮的月亮给我们带来一种安慰,月的盈亏又帮助我们标记了月份的流逝。最近,望远镜给了我们更远的视线,让我们得以窥见太阳系之外浩翰的宇宙,在那里隐藏着超级的新星和能够吞噬整个星系的超大质量黑洞。

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Image caption SpaceX公司最近将60颗“星链”卫星发射到轨道上,形成了一列从地球上可以看到的人造恒星。

太空时代的到来,意味着我们对天空的看法可以被人为地改变。成千上万颗卫星和奇形的空间站在轨道上运行时,从它们表面把太阳光反射回来,可以被我们发现,并使它们看起来像在天空中稳定运动的恒星。国际空间站(ISS)每92分钟绕地球一周,距离地球250英里(400公里),是天空中第三亮的天体。

但人类历史上第一次,天空被有意地改变,这将彻底改变我们对夜晚星空景象的看法。庞大的卫星阵列和轨道艺术品,可以创造新的人造“恒星”,将成为未来几代人镶嵌在夜空中的固定景象。

新的“明星”

随着每年发射数百颗新卫星,我们日益依赖的太空技术已经使天空变得越来越拥挤。虽然对我们大多数人来说,只是在头顶一掠而过时捕捉到一个短暂的闪光,但这已经给天文学家巡望整个宇宙带来了问题。

伦敦格林威治皇家天文台(Royal Observatory Greenwich)的天文学家贝纳德(Hannah Baynard)表示:“就像我们在城市里受到光污染,无法看到更暗的恒星一样,卫星也有类似的效果,即使使用更大倍数的望远镜,也很难消除它们的影响。”

有人可能会说,这些卫星提供的服务值得对太空进行改造,也有人计划将纯粹出于美学目的新型航天器送入轨道。

俄罗斯初创企业星宿公司StartRocket透露,它希望向近地轨道发射多达300颗带有可伸缩反射帆的小型卫星。一旦到了那里,它们就可以像屏幕上的像素一样排列,当它们接受到太阳光时,就可以把公司的标识描绘成星星一样的星座。这意味着,每晚大约有6分钟的时间,我们可以仰望并凝视第一个商业品牌的星座。

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Image caption 当国际空间站的太阳能电池阵列被调整成合适的角度反射太阳光时,偶尔可以看到它在夜空中划过。

到目前为止,该公司已经成功地向平流层发射了一个“光像素”探测器,探测器上附着反射膜,就像一面镜子,星宿StartRocket称可以从地球上看到。但是,将一组卫星送入轨道进行阵列飞行将在技术上更具挑战性,而筹集资金支付阵列费用也是一个主要困难。星宿StartRocket表示,他们希望2021年在天空中展示一个和平标志,从而启动新的服务。

该公司坚称,其卫星不会飞越自然保护区,也不会在大城市以外的地方出现,但该计划遭到了专业人士和业余爱好者的强烈反对。

英国剑桥大学的天体物理学家哈拉比(Ghina Halabi)说:“商业化的资本主义已经达到了平流层的高度。我100%反对太空污染和夜空商品化。”

但并不只有星宿StartRocket这一家。中国一家公司去年宣布准备制造“人造月亮”的宏伟计划,据中国媒体报道,该计划有望于2020年推出。报告没有具体说明它的样子和工作方式,但署名为成都航空科工微电子系统研究院有限公司董事长。据报道,它将在6英里(10公里)至50英里(80公里)的区域反射阳光。

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Image caption 美国国家航空航天局和欧洲航天局等太空机构跟踪环绕地球运行的碎片和垃圾,以防止它们对航天器的运行构成威胁。

报告还说,它的亮度将是真正月亮的“8倍”。但自最初的公告发布以来,该项目没有任何更新。

他们也并不是第一个试图在天空中安装类似星星样的“艺术品”的。另一个是2018年,内华达艺术博物馆与艺术家帕格兰(Trevor Paglan)合作发射的轨道反射器,试图将一个钻石形反光雕塑送入轨道,结果项目失败了。如果成功的话,它看起来就像来自地球的新恒星。其目的是突出太空政治,并质疑谁有权使用太空、太空商业化和将太空武器化的问题。

但在项目启动后,美国政府关闭了该项目,导致该团队无法获得安装反射器的许可。35天后,该团队失去了与“艺术品”的联系。

不过,帕格兰希望,如果由于电子器件意外引发短路而影响了展开程序,这个环绕轨道运行的“雕塑”以后仍有可能恢复。

帕格兰说:“我认为轨道反射器目前是一种未知的状态,就像一个未打开的物体在夜空中盘旋。”

他说,“就我个人而言,我会一直注视着这颗星星,因为我知道,在任何时刻,这个新的星星都有可能复活。”

目前,环绕地球运行的有:旧航天器的碎片、退役的卫星、甚至是冰冻的厕所垃圾。轨道反射器只是增加了太空垃圾的数量。

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Image caption 在西雅图艺术博览会上展出的轨道反射器,原本是要成为世界上第一个太空“雕塑”。

哈拉比说:“我个认为,如果认为人类可以添加艺术品来‘美化’像天空这样崇高的地方,那是傲慢和自负的。”

但是内华达艺术博物馆艺术与环境中心的主任福克斯(William Fox)认为,把天空作为人类艺术作品的画布是很有价值的。

他说:“太空艺术提供了一个更大的框架,让我们在这个星球上审视自己。”事实上,史前洞穴壁画暗示,我们的天性就是试图通过艺术作品来理解周围的环境。

然而,值得关注的是,像这样的项目会给其他航天器带来风险。地球周围的空间已经变得越来越拥挤了。

中国计划建造自己的空间站,一旦建成,空间站也会定期被肉眼观测到。SpaceX还获准发射近1.2万颗“星际链接”(Starlink),为偏远地区提供宽带互联网接入。今年5月,首批60颗“星链”卫星在273英里(440公里)的高空发射,天文观测者立即发现了这一现象。

贝纳德说:“当太空探索技术公司SpaceX的‘星际链接’升空时,它是排成长长的一串发射的,它们看起来都非常明亮,因为它们是从一个很低的轨道出发的。”然而,SpaceX表示,随着卫星进入更高的轨道,它们的亮度将变弱。

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Image caption 随着更多的卫星进入轨道,地球周围的空间将变得越来越拥挤。

其他8家公司也在计划卫星互联网服务,包括亚马逊的子公司Kuiper Systems,最近提交了发射3,236颗宽带卫星的许可申请。SpaceX和亚马逊都坚称,他们正在解决卫星可能造成的潜在光污染问题。

但随着天空中额外物体的增加,发生事故的风险也越来越大。

目前已经有大约8400吨的碎片和垃圾以高达每小时18000英里(28800公里/小时)的速度环绕地球。如果这种碎片的冰雹与卫星相撞,可以破坏甚至摧毁卫星,在2009年,一颗废弃的俄罗斯卫星撞上了一颗正常运行的美国商业卫星,将两个航天器撞成至少2000块碎片,这个过程急剧增加了轨道上碎片的数量。

美国国家航空航天局(Nasa)目前正在追踪数千块弹丸大小的碎片,并定期进行规避操作,以确保卫星的安全。国际空间站在20年的轨道运行中也不得不进行多次机动以避免碎片。(阅读更多关于清理太空垃圾的探索。)

哈拉比警告说:“随着天空变成一个由监视、通讯和间谍飞船组成的拥挤的碎片领域,这些事件将变得很常见。”

虽然有国际法规限制太空碎片增加,但太空垃圾还在增加。有人提议清理太空领域中的垃圾,有人认为解决办法是把垃圾本身变成艺术品。

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Image caption 大气层中燃烧太空垃圾可能会产生流星雨,甚至比最壮观的烟花表演还要耀眼。

荷兰艺术家、创新者罗斯加德(Daan Roosegaarde)正在与欧洲航天局(ESA)合作建立一个太空垃圾实验室,以创新的方式解决日益严重的太空垃圾问题,包括将太空垃圾变成人造流星,像烟花一样照亮天空。该计划包括引导碎片到地球大气层,并在特定的时间燃烧。

罗斯加德说:“如果太空垃圾不是废物,而是一种资源,那就改变了人们的讨论,增加了价值。”他声称这个项目可以在三年内实现。

如果成功的话,它将再次引发自从发现我们的祖先在法国的洞穴中留下印记以来,人类苦苦思索的问题。动物和人造星星的绘画只是美学装饰,还是更深刻东西的标志?它们是我们自己独创性的标志吗?或者它们只是涂鸦,亵渎我们所处的令人敬畏的环境。

和以往一样,我们将看到美好的未来。

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