你知道有多少顆衛(wèi)星在繞著地球轉(zhuǎn)嗎？

（圖片來(lái)源：NASA，CC BY-NC）

環(huán)繞地球運(yùn)行的數(shù)千顆衛(wèi)星都很小——就像這顆從國(guó)際空間站釋放的立方體衛(wèi)星一樣。

（這篇文章最初是在對(duì)話中發(fā)表的。該出版物為《太空》雜志撰稿。）

蘇普里亞·查克拉巴蒂(Supriya Chakrabarti)，馬薩諸塞大學(xué)洛厄爾分校(University of Massachusetts Lowell)的物理學(xué)教授：

似乎每周都會(huì)向太空發(fā)射一枚火箭，運(yùn)載著游客，火星漫游，以及最最常見(jiàn)的衛(wèi)星?！翱臻g越來(lái)越擁擠”的想法已經(jīng)存在了好幾年，但空間現(xiàn)在到底有多擁擠呢？它會(huì)變得多么擁擠？

我是馬薩諸塞大學(xué)洛厄爾分校的物理學(xué)教授，并兼任空間科學(xué)與技術(shù)中心主任。許多被送入軌道的衛(wèi)星已經(jīng)死亡，并在大氣層中燒毀，但仍有數(shù)千顆衛(wèi)星蓄勢(shì)待發(fā)。跟蹤衛(wèi)星發(fā)射的組織并不總是報(bào)告相同的確切數(shù)字，但總體趨勢(shì)是明確的——而且令人震驚。

繞地球軌道運(yùn)行的衛(wèi)星數(shù)量

（圖片來(lái)源：對(duì)話）

自從蘇聯(lián)在1957年發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星Sputnik以來(lái)，人類(lèi)每年都在穩(wěn)步地將越來(lái)越多的物體送入軌道。在20世紀(jì)下半葉，衛(wèi)星數(shù)量增長(zhǎng)緩慢但穩(wěn)定，直到2010年代初，每年大約發(fā)射60到100顆衛(wèi)星。

但從那時(shí)起，速度一直在急劇上升。

截至2020年，發(fā)射114次大約1300顆衛(wèi)星送入太空，首次突破往年年均1000顆衛(wèi)星的記錄。但過(guò)去沒(méi)有一年能比得上2021年。截至9月16日，大約1400顆新衛(wèi)星已經(jīng)開(kāi)始環(huán)繞地球運(yùn)行，隨著時(shí)間的推移，這一數(shù)字只增不減。就在本月，SpaceX又部署了51顆Starlink衛(wèi)星進(jìn)入軌道。

技術(shù)規(guī)模不斷縮小，產(chǎn)生了仿佛學(xué)生在這里工作一樣的微型衛(wèi)星。

（圖片來(lái)源：埃德溫·阿吉雷/馬薩諸塞大學(xué)洛厄爾分校Edwin Aguirre/University of Massachusetts Lowell，抄送BY-ND）

小型衛(wèi)星，易于進(jìn)入軌道

這種指數(shù)式增長(zhǎng)有兩個(gè)主要原因。第一，將衛(wèi)星送入太空已經(jīng)十分容易。例如，2021 8月29日，一枚SpaceX火箭將幾顆衛(wèi)星（包括我的學(xué)生建造的一顆衛(wèi)星）運(yùn)送到國(guó)際空間站。2021 10月11日，這些衛(wèi)星將部署到軌道，衛(wèi)星數(shù)量將再次增加。

第二個(gè)原因是火箭比以往任何時(shí)候都更容易，更便宜地?cái)y帶更多的衛(wèi)星。這一增長(zhǎng)并不是因?yàn)榛鸺絹?lái)越強(qiáng)大。相反，由于電子革命，衛(wèi)星變得更小了。2020年發(fā)射的所有航天器中絕大多數(shù)（94%）是小型衛(wèi)星——重量不到1320磅（600公斤）。

這些衛(wèi)星大多用于觀測(cè)地球或用于通信和互聯(lián)網(wǎng)。為了將互聯(lián)網(wǎng)推廣到全球服務(wù)不足的地區(qū)，SpaceX旗下的Starlink和OneWeb兩家私營(yíng)公司僅在2020年就共同推出了近1000個(gè)小型衛(wèi)星。他們各自計(jì)劃在未來(lái)幾年發(fā)射4萬(wàn)多顆衛(wèi)星，在地球低軌道上創(chuàng)建所謂的“巨型星座”。

其他幾家公司正在關(guān)注這個(gè)價(jià)值1萬(wàn)億美元的市場(chǎng)，其中最著名的是亞馬遜（Amazon）的柯伊伯（Kuiper）項(xiàng)目。

擁擠的天空

隨著衛(wèi)星數(shù)量的巨增，對(duì)擁擠天空的擔(dān)憂開(kāi)始成為現(xiàn)實(shí)。在SpaceX發(fā)射了第一批60顆Starlink衛(wèi)星一天后，天文學(xué)家開(kāi)始看到它們擋住了恒星。對(duì)可見(jiàn)光天文學(xué)的影響很明顯易知，更苦惱的是，射電天文學(xué)家擔(dān)心，由于Starlink等衛(wèi)星巨型星座的干擾，他們?cè)谀承╊l率上可能會(huì)失去70%的靈敏度。

專(zhuān)家們一直在研究和討論這些星座帶來(lái)的潛在問(wèn)題，以及衛(wèi)星公司解決這些問(wèn)題的方法。這些措施包括減少衛(wèi)星的數(shù)量和亮度，共享衛(wèi)星位置，和支持更好的圖像處理軟件。

隨著近地軌道變得擁擠，人們對(duì)太空碎片的擔(dān)憂與日俱增，碰撞的可能性也增加了。

未來(lái)趨勢(shì)

在10年前，太空民主化是一個(gè)尚未實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)?，F(xiàn)在，隨著空間站上的學(xué)生項(xiàng)目越來(lái)越多，以及105多個(gè)國(guó)家至少有一顆衛(wèi)星在太空中，人們可以說(shuō)這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)指日可待。

每一次顛覆性的技術(shù)進(jìn)步都需要更新規(guī)則——或者創(chuàng)造新的規(guī)則。SpaceX已經(jīng)測(cè)試了降低星鏈星座影響的方法，亞馬遜也透露了在任務(wù)完成后的355天內(nèi)將衛(wèi)星脫軌的計(jì)劃。不同利益相關(guān)者采取的這些行動(dòng)和其他行動(dòng)讓我對(duì)商業(yè)，科學(xué)，以及人類(lèi)努力將為這場(chǎng)潛在危機(jī)找到可持續(xù)的解決方案充滿希望。

BY: Supriya Chakrabarti

FY: Forty-Seven

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