"超限危机"：百万级卫星与太空镜将严重威胁夜空

2026年7月1日

背景是繁星密布的夜空，清晰可见明亮的银河。数百道亮痕纵横划过天际，仿佛在原本纯净的夜空上留下刮痕。画面下方是荒漠山地的深色剪影，中央山顶上有一座遥远的小型金属圆顶，其后射出黄橙色的激光。

欧洲南方天文台（ESO）一项新研究发现，目前总计超170万颗卫星的发射计划（包括亮度极高的型号）将给天文学带来"毁灭性后果"。研究指出，为保障现代望远镜的夜空观测能力，环绕地球运行的卫星总量应控制在10万颗以内，且所有卫星亮度需低于肉眼可见阈值。该研究首次量化了大型亮星卫星星座对天文观测的影响——这类星座此前已引发健康与环境层面的担忧，如今其造成的夜空增亮问题进一步凸显。

自2019年起，在轨卫星数量迅猛增长，目前已超1.4万颗[1]，其中SpaceX的Starlink通信卫星占绝大多数。卫星发射计划的规模与潜在影响也同步升级。"迄今为止我们尚能应对，但情况正在急剧恶化"，奥利维耶·海诺特强调。他一直参与制定减轻卫星星座对天文学影响的相关建议。尽管SpaceX等企业已采取措施降低卫星亮度，但他指出，当前的卫星发射计划已"超出"天文学可承受的极限。海诺特在ESO任职超30年，是这篇经同行评审的卫星星座影响研究论文的作者，论文即将发表于《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）期刊。

SpaceX计划再发射100万颗卫星，用于搭建太空数据中心，这将彻底改变夜空外观。新研究显示，每晚大部分时段将有数百颗卫星可见，特定时段可见数量甚至可达数千颗，与晴朗夜空下肉眼可见的恒星数量相当。其他规划中的卫星星座，如E-Space的Cinnamon、中国的CTC-1与CTC-2，还将再增加数十万颗在轨卫星，使问题进一步加剧。

美国初创公司Reflect Orbital计划发射一组镜面巨型卫星，通过反射太阳光实现夜间照明，其反射光束在地球表面的覆盖直径至少达5公里。该公司计划今年先发射一颗原型卫星，到2035年将卫星数量扩充至5万颗。这些卫星将成为史上最亮的在轨卫星，对地球暗夜环境造成严重破坏。海诺特的计算显示，该星座全部部署后，夜空将布满数百颗极亮的可见卫星：处于反射光束覆盖范围内的观测者会看到，卫星亮度是满月的4倍；即便卫星光束未直接对准观测者，每颗卫星的亮度也与金星（即"启明星"）相当。在慕尼黑这类光污染严重的城市，这些卫星将成为夜空中仅有的"可见星"。

这些计划与研究中涉及的其他项目叠加，将大幅提升夜空亮度，阻碍人类观测遥远星系、类地系外行星，甚至对地球有潜在威胁的小行星等暗弱天体。

亮痕遍布，夜空失色

海诺特解释道："被阳光照亮的卫星，亮度远超过遥远的星系。当卫星穿过观测视场时，会在成像画面上留下一道亮痕，完全掩盖其后方的天体。"

为量化卫星星座的这类影响及其他效应，海诺特模拟了所有现有及规划中卫星的位置、运动轨迹与亮度。

针对SpaceX的巨型卫星星座，模拟显示：在智利帕瑞纳天文台的ESO甚大望远镜（VLT）拍摄的夜间两小时图像中，每张都会出现数十条卫星轨迹，导致观测视场损失最高可达28%[2]。这一结果基于卫星亮度低于晴朗夜空肉眼可见阈值的假设。若卫星亮度略高，部分仪器受影响程度将进一步加剧：例如，美国国家科学基金会旗下薇拉·C·鲁宾天文台的相机，每晚将有数小时拍摄的大部分图像彻底失效[3]。

海诺特的模拟已假设Reflect Orbital的卫星不会将光束直接对准或靠近天文台，但即便如此，单颗镜面卫星的轨迹仍可能破坏鲁宾天文台相机的观测。当该公司5万颗卫星全部部署后，只要卫星被阳光照亮，鲁宾天文台相机拍摄的每一张图像都会报废。

除了纵横交错的卫星轨迹，卫星光线还会造成全域性的光污染：亮度低于肉眼可见阈值的卫星会产生一层"漫射光"幕，较亮卫星的光线穿过大气层时则会向各个方向"散射"。两者共同提升了夜空的整体亮度。本研究首次考量了卫星星座对夜空背景亮度的影响，全面揭示了卫星光污染的严重程度。

像Reflect Orbital这类极亮星座对夜空背景亮度的影响尤为显著：5万颗卫星全部部署后，夜空整体亮度将提升3至4倍。

限制卫星数量，守护暗夜星空

海诺特总结道，拟议中的170万颗新增卫星将给地面天文学带来极端后果。唯有将现有及未来卫星的总数量控制在10万颗以内，且所有卫星亮度低于暗夜环境下的肉眼可见阈值，才能避免这些影响。"这并非绝对的临界值——不是说99999颗就安全，100001颗就危险，显然我更希望总数是5万颗"，海诺特表示，"但10万颗的损失程度与设备故障等其他技术损失相当。"不过他强调，卫星亮度必须低于目视星等7级[4]；若部分卫星亮度超过肉眼可见的最低阈值，总数量则需进一步大幅降低。

提出最极端发射计划的SpaceX与Reflect Orbital均已向美国联邦通信委员会（FCC）提交发射许可申请。ESO联合英国皇家天文学会与国际天文学联合会，以这项新研究为依据，向FCC提交了针对这些申请的反馈意见。

"FCC收到了超过1800条关于Reflect Orbital的意见，以及近1500条关于SpaceX申请的意见"，负责协调ESO反馈工作的机构事务官员贝蒂·基奥科解释道，"现在决定权在FCC手中，我们等待其对两项申请的裁决。对光学天文学而言，这是关乎存亡的威胁，我们希望监管机构能认同这一观点。"

"天文学为人类创造了巨大价值，涵盖科学、技术、经济与教育等多个领域，帮助我们理解自身在宇宙中的位置"，ESO总干事哈维尔·巴尔孔斯表示，"大量计划部署的近地轨道卫星正挑战着这一能力，凸显了限制未来卫星发射的必要性，也需要天文学家、工程师、卫星运营商及其他利益相关方共同努力，采取严格的缓解措施。"

"发射数千颗卫星会引发一系列问题：经济、生态与天文层面的影响都不容忽视"，海诺特补充道。极亮卫星星座造成的光污染会影响地球生物的健康与正常活动，干扰生物钟与生态系统；大型星座还会因频繁发射、维护卫星，以及卫星寿命结束后重返大气层燃烧产生的污染物，直接影响空气质量。"我的工作是研究天文学，因此我量化了其对天文学的影响"，海诺特说，"我希望其他领域的专家能评估这些计划在各自专业范畴内的影响。"

海诺特最后总结："近地轨道就像一片天体海岸，为现代生活提供了巨大价值——从全球通信到探索宇宙的清晰视野。但我们必须管控巨型卫星星座的影响，从干扰天文学的光污染到卫星重返大气层造成的大气效应，确保这一资源保持纯净，为后代所用。"

注释

[[1] 若包含失效卫星与太空碎片，当前在轨航天器总数为3.2万颗。]

[[2] 模拟所采用的仪器是VLT的主力设备FORS2，代表了大型望远镜上传统相机的典型性能。]

[[3] 鲁宾天文台这类配备高密度复杂电子元件的相机，若卫星轨迹亮度足以使探测器饱和，不仅会在天文图像上留下宽亮痕迹，还会产生一系列"鬼影"轨迹，进一步扩大观测损失，甚至可能污染整张图像。]

[[4] 亮度低于目视星等7级的卫星，不会使鲁宾天文台这类相机的探测器饱和。巧合的是，这一亮度也意味着，即便在纯净的暗夜环境下，人类肉眼也无法看到这些卫星。]

联系方式

奥利维耶·海诺特 ESO天文学家德国加兴电话：+49 89 3200 6754 手机：+49 151 2262 0554 邮箱：ohainaut@eso.org

比阿特丽斯（贝蒂）·基奥科 ESO机构事务官员德国加兴电话：+49 89 3200 6278 邮箱：beatrice.kioko@eso.org

芭芭拉·费雷拉 ESO媒体经理德国加兴电话：+49 89 3200 6670 手机：+49 151 241 664 00 邮箱：press@eso.org

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太空卫星与镜子威胁夜空