衛星陣列軌道藝術品:人造「星星」改變了夜空

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在法國西南部一個洞穴的粗糙牆壁上,有一幅宏偉的野牛、馬和鳥的畫像。是一位史前藝術家在4萬年前留下的。在一頭公牛的肩部上方有連續的七個點,表明這些早期的人類藝術品中隱藏著一個關於繁星的秘密。

科學家們認為,這些連續的點代表一組明亮的恆星,它們構成了金牛座的一部分。金牛座在冬天懸掛在歐洲的夜空中。如果正確的話,表明歐洲的早期人類定居者對恆星位置的了解遠遠超過了我們的想像。

幾千年後,古羅馬人從遙遠的火球所產生的光芒中辨認出了類似的形狀。後來,斯堪的納維亞人和歐洲探險者使用同樣的星圖,幫助他們航行到新的陸地。

在從地球上肉眼可以看到的6000顆恆星中,有一些很容易識別的夜空標記具有特殊的意義。北極星或者說北方的星,幾千年來水手們一直用它來幫助導航,因為它對北半球的水手來說幾乎是靜止不動的。

在黑暗的夜晚,明亮的月亮給我們帶來一種安慰,月的盈虧又幫助我們標記了月份的流逝。最近,望遠鏡給了我們更遠的視線,讓我們得以窺見太陽系之外浩翰的宇宙,在那裏隱藏著超級的新星和能夠吞噬整個星系的超大質量黑洞。

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Image caption SpaceX公司最近將60顆「星鏈」衛星發射到軌道上,形成了一列從地球上可以看到的人造恆星。

太空時代的到來,意味著我們對天空的看法可以被人為地改變。成千上萬顆衛星和奇形的空間站在軌道上運行時,從它們表面把太陽光反射回來,可以被我們發現,並使它們看起來像在天空中穩定運動的恆星。國際空間站(ISS)每92分鐘繞地球一周,距離地球250英里(400公里),是天空中第三亮的天體。

但人類歷史上第一次,天空被有意地改變,這將徹底改變我們對夜晚星空景象的看法。龐大的衛星陣列和軌道藝術品,可以創造新的人造「恆星」,將成為未來幾代人鑲嵌在夜空中的固定景象。

新的「明星」

隨著每年發射數百顆新衛星,我們日益依賴的太空技術已經使天空變得越來越擁擠。雖然對我們大多數人來說,只是在頭頂一掠而過時捕捉到一個短暫的閃光,但這已經給天文學家巡望整個宇宙帶來了問題。

倫敦格林威治皇家天文台(Royal Observatory Greenwich)的天文學家貝納德(Hannah Baynard)表示:「就像我們在城市裏受到光污染,無法看到更暗的恆星一樣,衛星也有類似的效果,即使使用更大倍數的望遠鏡,也很難消除它們的影響。」

有人可能會說,這些衛星提供的服務值得對太空進行改造,也有人計劃將純粹出於美學目的新型航天器送入軌道。

俄羅斯初創企業星宿公司StartRocket透露,它希望向近地軌道發射多達300顆帶有可伸縮反射帆的小型衛星。一旦到了那裏,它們就可以像屏幕上的像素一樣排列,當它們接受到太陽光時,就可以把公司的標識描繪成星星一樣的星座。這意味著,每晚大約有6分鐘的時間,我們可以仰望並凝視第一個商業品牌的星座。

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Image caption 當國際空間站的太陽能電池陣列被調整成合適的角度反射太陽光時,偶爾可以看到它在夜空中劃過。

到目前為止,該公司已經成功地向平流層發射了一個「光像素」探測器,探測器上附著反射膜,就像一面鏡子,星宿StartRocket稱可以從地球上看到。但是,將一組衛星送入軌道進行陣列飛行將在技術上更具挑戰性,而籌集資金支付陣列費用也是一個主要困難。星宿StartRocket表示,他們希望2021年在天空中展示一個和平標誌,從而啟動新的服務。

該公司堅稱,其衛星不會飛越自然保護區,也不會在大城市以外的地方出現,但該計劃遭到了專業人士和業餘愛好者的強烈反對。

英國劍橋大學的天體物理學家哈拉比(Ghina Halabi)說:「商業化的資本主義已經達到了平流層的高度。我100%反對太空污染和夜空商品化。」

但並不只有星宿StartRocket這一家。中國一家公司去年宣佈凖備製造「人造月亮」的宏偉計劃,據中國媒體報道,該計劃有望於2020年推出。報告沒有具體說明它的樣子和工作方式,但署名為成都航空科工微電子系統研究院有限公司董事長。據報道,它將在6英里(10公里)至50英里(80公里)的區域反射陽光。

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Image caption 美國國家航空航天局和歐洲航天局等太空機構跟蹤環繞地球運行的碎片和垃圾,以防止它們對航天器的運行構成威脅。

報告還說,它的亮度將是真正月亮的「8倍」。但自最初的公告發佈以來,該項目沒有任何更新。

他們也並不是第一個試圖在天空中安裝類似星星樣的「藝術品」的。另一個是2018年,內華達藝術博物館與藝術家帕格蘭(Trevor Paglan)合作發射的軌道反射器,試圖將一個鑽石形反光雕塑送入軌道,結果項目失敗了。如果成功的話,它看起來就像來自地球的新恆星。其目的是突出太空政治,並質疑誰有權使用太空、太空商業化和將太空武器化的問題。

但在項目啟動後,美國政府關閉了該項目,導致該團隊無法獲得安裝反射器的許可。35天後,該團隊失去了與「藝術品」的聯繫。

不過,帕格蘭希望,如果由於電子器件意外引發短路而影響了展開程序,這個環繞軌道運行的「雕塑」以後仍有可能恢復。

帕格蘭說:「我認為軌道反射器目前是一種未知的狀態,就像一個未打開的物體在夜空中盤旋。」

他說,「就我個人而言,我會一直注視著這顆星星,因為我知道,在任何時刻,這個新的星星都有可能復活。」

目前,環繞地球運行的有:舊航天器的碎片、退役的衛星、甚至是冰凍的廁所垃圾。軌道反射器只是增加了太空垃圾的數量。

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Image caption 在西雅圖藝術博覽會上展出的軌道反射器,原本是要成為世界上第一個太空「雕塑」。

哈拉比說:「我個認為,如果認為人類可以添加藝術品來『美化』像天空這樣崇高的地方,那是傲慢和自負的。」

但是內華達藝術博物館藝術與環境中心的主任福克斯(William Fox)認為,把天空作為人類藝術作品的畫布是很有價值的。

他說:「太空藝術提供了一個更大的框架,讓我們在這個星球上審視自己。」事實上,史前洞穴壁畫暗示,我們的天性就是試圖通過藝術作品來理解周圍的環境。

然而,值得關注的是,像這樣的項目會給其他航天器帶來風險。地球周圍的空間已經變得越來越擁擠了。

中國計劃建造自己的空間站,一旦建成,空間站也會定期被肉眼觀測到。SpaceX還獲准發射近1.2萬顆「星際鏈接」(Starlink),為偏遠地區提供寬帶互聯網接入。今年5月,首批60顆「星鏈」衛星在273英里(440公里)的高空發射,天文觀測者立即發現了這一現象。

貝納德說:「當太空探索技術公司SpaceX的『星際鏈接』升空時,它是排成長長的一串發射的,它們看起來都非常明亮,因為它們是從一個很低的軌道出發的。」然而,SpaceX表示,隨著衛星進入更高的軌道,它們的亮度將變弱。

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Image caption 隨著更多的衛星進入軌道,地球周圍的空間將變得越來越擁擠。

其他8家公司也在計劃衛星互聯網服務,包括亞馬遜的子公司Kuiper Systems,最近提交了發射3,236顆寬帶衛星的許可申請。SpaceX和亞馬遜都堅稱,他們正在解決衛星可能造成的潛在光污染問題。

但隨著天空中額外物體的增加,發生事故的風險也越來越大。

目前已經有大約8400噸的碎片和垃圾以高達每小時18000英里(28800公里/小時)的速度環繞地球。如果這種碎片的冰雹與衛星相撞,可以破壞甚至摧毀衛星,在2009年,一顆廢棄的俄羅斯衛星撞上了一顆正常運行的美國商業衛星,將兩個航天器撞成至少2000塊碎片,這個過程急劇增加了軌道上碎片的數量。

美國國家航空航天局(Nasa)目前正在追蹤數千塊彈丸大小的碎片,並定期進行規避操作,以確保衛星的安全。國際空間站在20年的軌道運行中也不得不進行多次機動以避免碎片。(閲讀更多關於清理太空垃圾的探索。)

哈拉比警告說:「隨著天空變成一個由監視、通訊和間諜飛船組成的擁擠的碎片領域,這些事件將變得很常見。」

雖然有國際法規限制太空碎片增加,但太空垃圾還在增加。有人提議清理太空領域中的垃圾,有人認為解決辦法是把垃圾本身變成藝術品。

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Image caption 大氣層中燃燒太空垃圾可能會產生流星雨,甚至比最壯觀的煙花表演還要耀眼。

荷蘭藝術家、創新者羅斯加德(Daan Roosegaarde)正在與歐洲航天局(ESA)合作建立一個太空垃圾實驗室,以創新的方式解決日益嚴重的太空垃圾問題,包括將太空垃圾變成人造流星,像煙花一樣照亮天空。該計劃包括引導碎片到地球大氣層,並在特定的時間燃燒。

羅斯加德說:「如果太空垃圾不是廢物,而是一種資源,那就改變了人們的討論,增加了價值。」他聲稱這個項目可以在三年內實現。

如果成功的話,它將再次引發自從發現我們的祖先在法國的洞穴中留下印記以來,人類苦苦思索的問題。動物和人造星星的繪畫只是美學裝飾,還是更深刻東西的標誌?它們是我們自己獨創性的標誌嗎?或者它們只是塗鴉,褻瀆我們所處的令人敬畏的環境。

和以往一樣,我們將看到美好的未來。

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