2019年11月18日黎明時分，美國西北大學天文學家Cliff Johnson發現一大群不明物體從天空劃過。那天晚上，Johnson正在通過網絡攝像頭觀測麥哲倫星云。這些不明物體并非來自天外，而是出自地球。5分鐘內，19顆衛星列在望遠鏡視野里飛過，留下幾行明亮的尾跡。

很快，Johnson和他的同事就查到了這些衛星的來源——一周前，埃隆·馬斯克的SpaceX往地球低軌道發射了60顆小型衛星。

天文學家在觀測的時候偶爾能看到衛星——他們對此已經習以為常。不過，他們過去一次只能看到一顆，這種情況并不會影響觀測結果，盡管最后在觀測圖像上把衛星去掉需要花上些功夫。

可如果是19顆呢？這種情況前所未有，導致15%至20%的圖像“完全丟失”。

更讓Johnson擔心的是，這可能將變成一種常態——黎明時分進行的所有天文觀測都將被衛星尾跡所干擾。

而地球則將很快被成千上萬的衛星覆蓋，它們的數量將遠不止9000顆——這是人類肉眼可見的恒星數量。

這并非杞人憂天。加上周一發射的60顆，SpaceX已經發射了180顆小型衛星，此后可能將每兩周發射一次——這就是Musk的衛星互聯網計劃Starlink。

聯邦通信委員會（FCC）已經批準SpaceX對12000顆衛星進行發射。眼下，馬斯克正在試圖讓另外30000顆衛星獲批。

SpaceX的目標是通過Starlink項目在太空形成衛星群，由此為偏遠地區提供收費互聯網服務。

在這方面，SpaceX并不是孤家寡人。總部位于英國的OneWeb也想打入“太空互聯網”市場，并計劃今年1月開始發射650顆衛星；亞馬遜的Kuiper全球衛星寬帶項目計劃發射衛星3200顆。在不久之后，50,000顆甚至更多的小型衛星將出現在地球周圍，它們的目的可能遠不止“互聯網”——也許有的公司想要在太空用衛星把某款著名汽水的名字拼寫出來呢？畢竟太空廣告還沒有被禁止。

這些成批發射的衛星很小，很多，和地球靠得很近，以保證未來互聯網連接服務的速度。但“靠得近”并不意味著“看得清”，或者在夜空里“更明亮”。“但SpaceX發射的衛星比目前地球軌道上99%的物體都亮。”密歇根大學一位研究太空垃圾的天文學家Patrick Seitzer說。他說，Starlink衛星比同高度的衛星都亮，“這得益于Starlinks的設計和定位”。

長期以往，這將會影響我們對宇宙的觀感，產生更多太空垃圾，我們理應擁有的干凈夜空將不復存在。Johnson說，讓人糟心的不是這19顆衛星毀掉了當晚整個的太空觀測，“我們害怕這將成為一種新的常態，如果是成千上萬顆衛星，那就糟了”。

一些人擔心，現在后悔已經來不及了。

未來的夜空將會怎樣？

這樣龐大的衛星部署計劃能夠縮小全球各地互聯網服務差距。Starlink等項目若成功落實，將能夠幫助世界上最偏遠的最貧窮的地方實現網絡聯通，進而促進其經濟與全球對接。這稱得上是一場革命。全世界將前所未有地緊密相連。

這樣的系統還能在自然災害發生的時候起作用。例如，當颶風摧毀了地面的通訊設施，救援組還可以通過太空網絡獲得實時消息。

但有得必有失。

天文學家指出，日落和日出時分，在這些衛星能夠最大程度反射陽光的時候，它們是肉眼可見的。據他們計算，如果衛星數量達到50000個，“你會看到整個天空都在緩慢挪動。”加州大學戴維斯分校的天文和物理學家Tony Tyson說，“幾乎每一方的天空里都能看見有衛星在挪動。”

Starlink衛星在剛剛發射后最顯眼，它們那時離地球更近，彼此也更接近。但隨著時間的推移，這些衛星將走向更高的軌道，在那里它們將變得不那么顯眼，并將彼此分散開來。

Tyson說，當它們到達最終的運行軌道時，黃昏和黎明（日落之后和日出之前）時分，“在黑暗的地方，肉眼仍然可以看到它們”。但是“‘黃昏和黎明’可能就意味著幾乎整個晚上。”他說，這取決于你的緯度和時間。

光污染問題你也許并不陌生。大多生活在城里或城市周邊的人都看不到什么星星——除去最亮的那幾顆，大部分星光都被城市燈光所掩蓋了。

但光污染在這里并不適用，我們討論的是天空污染。“這個問題不論地區，它將如影隨形。”Johnson說。

除此之外，太多衛星升空還可能造成其他的問題，太空碎片就是其中之一。一旦衛星出現故障，就會一直漂浮在太空里，直到引力把它拉回地球。實際上，有幾顆Starlink衛星已經停止工作，懸浮在地球周圍，變成了太空碎片，隨時可能和太空其他物體相撞。

“如果發射1萬顆、2萬顆或3萬顆衛星，就會在頃刻間自動制造出數百塊碎片。”Christopher Johnson說。他是倡導可持續和平利用太空的非營利組織安全世界基金會（Secure World Foundation）的空間法顧問。軌道上的太空碎片越多，在那里建造和操作設備就越困難。

重要天文觀測或受衛星影響

Starlink和其他類似項目的衛星與軌道上的其他衛星不同——前者非常接近地球，這在某種程度上給天文研究帶來了麻煩。Tyson解釋道，在軌道上低2倍，在地面上就會亮4倍。

望遠鏡通過靈敏度極高的照相機獲得天空圖像。衛星太亮，會讓這些相機的傳感器過度曝光。這種效果就像拿著一塊橡皮擦在它們拍攝的夜空圖像上，用大片無用的數據覆蓋了圖像。

除了在加州大學戴維斯分校的工作，Tyson還是大型巡天望遠鏡（LSST）的首席科學家。這是一座正在智利建設的天文臺，擁有廣闊的視野：它將能夠覆蓋天空中40倍滿月大小的區域，并能夠捕捉到人眼能見度1000萬倍以下的物體。

從2023年開始，耗資5億美元的LSST將對整個夜空進行為期10年的監測，為科學家提供大量數據，幫助他們回答宇宙中一些最緊迫的問題。這將顯示出宇宙的運動，捕捉到數百萬顆恒星的演變。

但如果在軌道上有成千上萬顆衛星，LSST的宇宙視野將會被遮蔽。“我們看到的將是一片條紋。”Tyson說。

SpaceX表示，它一直在與天文界，特別是LSST的科學家合作，以緩解這個問題。

在一項實驗中，該公司在最新發射的一顆衛星底部增加了一層黑色涂層，看是否能夠減輕對望遠鏡視野的影響。但這并不能保證一定有效。Tyson表示，如果SpaceX能夠將衛星的亮度調暗100倍，“我相信對我們的軟件來說就足夠了。”

但是僅僅給衛星涂上一層黑漆并不簡單。太暗，衛星將開始吸收多余的熱量，這可能會影響它們的功能。目前尚不清楚SpaceX最終會將衛星亮度調暗多少。正如SpaceX總裁Gwynne Shotwell去年12月告訴記者的那樣，該公司正在反復“試錯”。

Tyson對此并不樂觀。“我不抱任何希望，”他說。“我一點也不指望他們會調暗哪怕接近100倍的水平。”

法律保護的缺失

天文學家們之所以如此悲觀是因為他們的研究沒有國家或國際的法律保護。

簡單地說，“目前還沒有任何關于衛星亮度的法規或指導方針，”Seitzer說。“國際層面沒有，國家層面也沒有。”

SpaceX可能愿意與科學界合作，降低其衛星的亮度。但換成另一個國家，另一家公司，情況可能就不一樣了。

有一些在美國由聯邦通信委員會（FCC）執行，在國際上由聯合國的國際電信聯盟執行的天文規定，但它們主要和電信及電磁波譜的使用和目的相關，確保衛星不會相互碰撞，但并沒有規范衛星的外觀。

FCC發言人Will Wiquist在一封電子郵件中表示：“我們通過媒體得知，有人為Starlink衛星對天文學家進行光學觀測的影響提出了一些擔憂。”他承認“FCC尚未在任何程序中涉及到這個問題”。

在射電天文學領域，科學家們通過肉眼看不到的頻率觀測夜空，他們使用的一些波長受到了法律保護，通信公司不可侵犯和干擾。但正如得克薩斯大學奧斯汀分校的天文學家Caitlin Casey指出的那樣，射電天文學家喜歡觀測在保護范圍之外的所有波長。所以，他們的觀測成功與否，還取決于SpaceX這樣的公司是否愿意關閉他們大型無線電觀測站上的衛星發射器。

如果不關掉衛星，“就會像試圖看到太陽附近的螢火蟲一樣。”Casey說。在射電天文學的世界里，一顆向地球提供互聯網連接的衛星就仿佛一盞泛光燈。

不過，射電天文學家至少有現成的渠道來表達他們對無線電使用的擔憂，而研究宇宙可見光的光學天文學沒有國際保護。

《聯合國外層空間條約》（UN Outer Space Treaty）用于全球太空使用的管理，該條約對衛星的反射率及其對天文學的影響只字未提。Christopher Johnson解釋說，即使一個國家開始嚴格保護夜空，避免夜空過度擁擠，另一個國家也可能完全無視這些規定。

國際空間法研究所的天文學家Mark Skinner說，這是一個“被忽略的問題”。

沒有監管的未來也許會變得很奇怪

如果沒有更嚴格的監管，未來可能會變得更加奇怪。人們可以發射衛星去有意地引起全球注意。2018年1月，新西蘭一家公司發射了一顆名為“人性之星”的衛星。它基本上是近地軌道上的一顆迪斯科球。它的創造者希望通過這顆衛星的光“為地球上的每一個人創造一段共享體驗”。旦許多天文學家并不高興，他們把它比作“太空涂鴉”。

這顆“人性之星”也許只是一道前菜，在它之后迎接我們的將是一個更大、更亮的夜空。《連線》雜志報道稱，國際上并沒有明確禁止太空廣告。巨大的夜空人人可見，是一塊完美的天然廣告牌。

西北大學的Johnson表示：“我們有足夠的動力拉響警報，努力讓更多的人了解衛星可能帶來的各種問題，”他說。“目前所呈現的只是冰山一角。”

一旦問題為更多的人所了解，天文學家們也許就能說服世界各國共同保護一片干凈晴朗的夜空。但令人擔憂的是，最終商業利益將戰勝科學利益。SpaceX“可能有意解決問題，但他們仍然是一家公司，他們仍然需要賺錢”。

許多天文學家并不否認Starlink等項目的價值——世界上有太多地方尚未接入互聯網。美國天文學會（American Astronomical Society）最近召集了一個工作小組，試圖解決這個問題。“Starlink的目標是提供全球互聯網服務，我們不想阻止，”工作組的Kelsie Krafton這樣寫道。“但我們也不想放棄從地面進行光學觀測的機會。”

此外，改變夜空所帶來的影響將可能超出科學或互聯網的范疇。從黑暗的地方看夜空，它代表著終極的荒野——一種人類幾乎沒有接觸過的原始的自然景觀。那么這樣的一種改變將意味著什么？

“古往今來的各種文化……都很重視夜空，其中很多擁有意義非凡甚至非常實用的觀星傳統，這些傳統已經成為了這些文化的一部分。”約克大學研究太空探索倫理的人類學家Kathryn Denning在電子郵件中寫道。她說，文化遺產“在聯合國很受重視，但據我所知，它們還沒有轉化為衛星規約”。甚至一些動物也通過星光感知方向，我們很難確定星座衛星是否也會對它們產生影響。

德克薩斯大學的天文學家Casey想讓全世界知道，擾亂夜空會讓“人類失去在過去20萬年、數百萬年里所擁有的東西”。這不是一件可以掉以輕心的事情。

她說：“我對科學的全部熱愛以及把它作為職業的追求，都可以追溯到我的孩童時代。那時我看到了夜空，就被它迷住了。天文學是一門獨特的科學，我們不能在實驗室里閉門造車。我們整個科學都在仰望天空，失去它將是一場悲劇。”