在农村地区夏日观星者习惯于看到几颗卫星划过夜空。但在未来几年，眼尖的业余爱好者可能会看到数百颗。而对于职业天文学家来说，他们的研究将永不相同。
将卫星互联网覆盖全球的竞赛已经展开。SpaceX凭借其星链卫星舰队处于领先地位，该舰队旨在为地球上的任何人提供高速连接。该公司已经将350多颗重570磅、宽30英尺的卫星送入轨道，其中60颗于周三发射。该公司计划最终建造一个由数万颗卫星组成的“巨型星座”，随后还将有亚马逊和英国OneWeb公司推出的其他卫星群。自从第一批明亮的灯光开始在头顶上掠过以来，天文学家们就一直担忧着他们领域的前景。现在，对前12,000颗星链卫星进行的一次最全面的分析带来了好坏参半的消息。
卫星对天文学研究造成的损害将因项目和天文台而异。这些新出现的 celestial newcomers 对该领域并没有构成生存威胁，但应对它们很可能成为未来天文学研究的重要组成部分。“这对天文学家来说是一个警钟，需要开始考虑缓解措施，”哈佛-史密松天体物理中心的天体物理学家、该分析的作者乔纳森·麦克道尔（Jonathan McDowell）说。
SpaceX创始人埃隆·马斯克声称，星链不会对科学进步构成任何危险。“我确信我们不会对天文学发现产生任何影响，零影响，”他上周一在一次会议上表示。“如果影响大于零，我们将采取纠正措施。”
该公司正在与各种天文组织合作，以最大限度地减少其对夜空的影响，但完全消除这种影响似乎近乎不可能。事实上，根据麦克道尔的报告（该报告正在接受《天体物理学杂志通讯》的审阅），近地环境已经发生了一场动荡。虽然目前有数千颗卫星绕地球运行（其中许多已报废），但SpaceX瞄准的区域却相对空旷。在不到一年前的第一次星链发射之前，只有400颗大型卫星（超过220磅）在低轨道（低于370英里）运行——这是最容易看到的类型。如今，星链卫星的数量几乎翻了一番，而该网络仅完成了百分之三。
如果按目前的构型，天空中有12,000颗低空飞行的星链卫星，肉眼看将截然不同。麦克道尔根据他委托的一批业余天文学家报告的数据，考虑到卫星的大小、高度、数量和观测亮度，构建了一个模拟。然后，他计算了在不同时间和地点，每晚有多少颗卫星会从头顶经过。城市居民不会注意到任何异常，但根据麦克道尔的模型（该模型基于SpaceX的FCC文件），农村地区的观星者会看到地平线上布满了数百个微弱的光点，阳光会反射在卫星的金属表面上，其中几十颗会从头顶正上方经过。可见卫星的确切数量将取决于条件，但在夏季日落后的几个小时内达到顶峰——这是观星的黄金时段。
对业余天文学家来说，幸运的是，SpaceX正在尝试将卫星朝向地球的一侧涂成黑色，以降低其反射率。该公司于1月份发射了其第一个“darksat”原型，根据周一发布的一份基于单次观测的预印本，它确实比其闪亮的同类产品暗了约2.5倍。麦克道尔说，如果得到证实，这种减少可能会将卫星推到人眼视力的边缘。如果你眯起眼睛看，可能会注意到一种令人费解的运动感，但你可能无法分辨出光点。
“这可能足以拯救肉眼可见的天空，”麦克道尔说。“但这不足以拯救专业天文学。”
天文学家是一个多样化的群体，研究范围从本地太空岩石到遥远的黑洞，而星链的影响也将同样多样。一些研究项目，特别是那些在冬季深夜进行的，几乎不会注意到SpaceX的加入。在这些时候，太阳完全位于地球的另一侧，没有反射的阳光到达卫星。这对麦克道尔来说是个解脱。“我最初的悲观情绪有些过头了，”他说，“但事实是，冬天的情况没那么糟，这一点很重要。我很高兴地注意到这一点。”
然而，坏消息是，在夜间的第一个和最后一个小时，当太阳在地平线以下时，星链组件会在望远镜镜面中闪耀，尤其是在夏季。这些条件非常适合观测靠近太阳的天体，例如搜寻可能有一天会撞击地球的近地小行星的调查项目。这些项目在冬天的夜晚无法进行。麦克道尔说，如果你只限制在冬季观测，“你基本上就失去了半个天空。”
随着卫星以每月甚至每两周一次的频率发射，麦克道尔建议研究人员现在就开始为迅速逼近的星链时代做好准备。
编辑掉卫星留下的不需要的条纹最简单的方法是使用软件。如果天文学家拍摄了目标图像的五张照片，其中只有几张被卫星“抢镜”，研究人员就可以将这些照片融合在一起，从而消除卫星。这种方法最适用于卫星数量较少的天文台，例如位于南半球深处的天文台，并且会以牺牲宝贵的观测时间来获取额外数据为代价。
其他天文台将需要专门的硬件。例如，一个小型相机环绕望远镜主镜的系统，可以为仪器提供周边视觉。当相机发现有卫星经过时，它们可以快速关闭望远镜的视野，暂时使其“失明”，直到航天器离开。以远大于短暂闪过的卫星的曝光时间来观测昏暗物体的项目将从这种方案中受益。
但最终，世界上众多天文台将不得不经历一个试错过程，以确定最适合其位置和规格的策略，并观察会出现什么问题。“环境将发生巨大变化，会出现我们未曾想到的意外后果，”麦克道尔说。
但即使他们能够找到支持更长的观测时间段和新硬件所需的巨额资金，天文学家在适应满天移动灯光的天空中也有其极限。在某些时候，如果每张图像都有多条卫星条纹，天文学研究将彻底停滞。麦克道尔建议研究人员可以学会与星链数万颗已变暗的卫星共存，但强调从长远来看，天文学需要一项国际条约来限制总数量，以求生存。
“我认为天文学家和太空探索者之间的妥协是，我们必须为日益拥挤的天空制定一些缓解措施，”他说，“但航天界最终必须为天空变得多么拥挤设定一个上限。”
SpaceX未回复置评请求。但麦克道尔称赞该公司表现出善意，例如开发darksat并直接与将于2022年上线的旗舰设施Vera C. Rubin Observatory进行咨询。他希望，通过进一步的措施，例如将darksat的天线涂成黑色，将继续最大限度地减少地平线上巨大的变化。
“短期内我比以前稍微不那么担心了，”他说。“但这仍然是天空的一个真正变化。”
