迷失在太空的星槎
從詩詞歌賦、占卜星相、夜觀天象,以至探索宇宙,無垠的星空,一直賦予人類無限的靈感。然而今時今日,當我們仰望星空,映入眼簾的,可能並非獵戶雙子的點點繁星,而是跟生活密不可分的人造衛星。
人造衛星的演化進程
從電話、網絡到導航,要維持科技年代的日常生活,人造衛星已是不可或缺。但曾幾何時,要發射一個人造衛星上太空,只是少數國家的專利,用途不外乎跟科學和廣播有關。例如日常在天氣報告出現的衛星雲圖,是氣象衛星的觀測結果。除了觀察地球天氣與氣候,氣象衛星也可以監測太空的天氣,例如太陽表面的風暴,亦可以為地球的天然災害漁場資源、或土地資源等提供監測情報。
近年隨着發射衛星技術迅速發展,行內的商業競爭亦愈趨激烈,當中以SpaceX和英國維珍軌道(Virgin Orbit)最引人注目。二○一九年,SpaceX開始建造龐大的低軌網絡衛星系統“星鏈”(Starlink),並在翌年成為全球最大商業衛星營運商。星鏈透過近地軌道衛星群,提供覆蓋全球的高速互聯網接入服務。截至二○二五年中,星鏈服務已覆蓋全球超過一百一十個國家和地區。跟傳統衛星互聯網相比,星鏈的全球網絡不受地面基礎設施限制,可為網絡服務不可靠、費用昂貴或完全沒有網絡的地區提供高速互聯網服務。星鏈在太空軌跡上的衛星數量已接近七千枚,最終希望透過發射更多衛星上太空,形成一個龐大的“衛星星座”。衛星星座亦稱衛星星系,是一組人造衛星共同運作而形成的系統。系統內的衛星通常被放置在一組互補的軌道平面上,並與分佈在全球的衛星地面站連接, 通訊範圍幾近覆蓋全球。
當SpaceX主力發射大型衛星,維珍軌道則在商業衛星行業中開闢另一片“太空”。幾年前,維珍軌道以改裝的波音747客機,在約三萬呎高空上,透過其機翼下分體的液體燃料火箭,成功將所有運載的衛星運送到目標軌道上。這枚叫LauncherOne的火箭,可負載三百至五百公斤,從焗爐到雪櫃大小的衛星皆可發射,每次收費約一千二百萬美元,是相對廉價的太空運輸選擇。小型衛星公司相繼出現,跟相關技術突破、衛星製造成本降低,以及使用衛星的門檻改變有關。例如SpaceX研發的火箭可以重用,這大幅減低了升空發射的成本。而隨着智能手機發展成熟,大多數的電子設備已經微型化,使現今的衛星體積也變得更細小,價格更便宜。
漫天“星斗” 光害的罪魁禍首
當發射衛星變得愈容易,自然吸引愈來愈多的初創企業進場,未來在太空的軌道上,大小不一的衛星,也自然會有增無減。哈佛 · 史密森天體物理學中心的天體物理學家莊拿芬 · 麥道維曾指出,自二○一九年以來,SpaceX已總共向太空發射超過九千枚衛星。在全球發射的衛星當中,有近六成由該公司發射。在可見的未來,軌道只會變得愈來愈擁擠,其中SpaceX預計需要共四萬二千個衛星完成他們的“星鏈”,這難免會令日後的衛星發射愈來愈困難。根據英國天文學會聯合會主席保羅 · 丹尼爾斯稱,這種軌道擠塞的情況,或會導致“凱斯勒現象”,情形類似電影《引力邊緣》的情節:過分擠逼的軌道一旦發生物件間的碰撞,形成的碎片或所謂太空垃圾就會引發連鎖碰撞,最終令軌道無法使用。
從天文學的角度看,滿天衛星除了阻礙觀測研究,還會構成衛星光害。衛星光害主要來自衛星之間的碰撞。近年,天文學家不時在英國期刊《自然 · 天文學》發表研究結果,直指每顆新衛星的出現,都會增加撞擊另一個繞着地球軌道物體的風險,從而產生更多碎片。這種碰擊會產生連鎖反應,例如中等程度的碰撞會產生更小的碎片,繼而增加反射光至地球的太空垃圾雲。
天文學家警告,日益嚴重的光污染會威脅未來的天文觀測,呼籲各國必須限制巨型衛星發射的數目。若不加以制止,長遠而言,當夜空愈加明亮,人類就可能再無法觀測到某些罕見的天體事件。他們擔心原始夜空的自然面貌一旦消失,將來就算登上全球一些本可捕捉自然夜空全貌的地理位置,例如巴基斯坦的最高峰喬戈里峰頂峰、南美洲的的喀喀湖岸邊或復活節島,恐怕亦只會無功而還。根據美國太空總署,數目繁多的衛星不只讓軌道碰撞的機率增加,而且光反射會干擾科學衛星,甚至影響找出一顆能毀滅地球小行星的機會。二○二二年,旨在控制光害、保護夜空的美國國際暗空協會,甚至就星鏈衛星製造光害一事,告上美國哥倫比亞特區法院,反對美國聯邦通訊委員會允許第二代星鏈衛星部署,認為委員會違反了美國國家環境法。
對於一連串問題,衛星業界嘗試用新科技解決光害,例如在衛星外部加上深色塗層來減少反光,然而有學者指長遠的治本方法,始終必須靠國際社會監管。英國諾森比亞大學太空法律與政策教授克里斯 · 紐曼直言,寄望新科技去解決光害和太空垃圾問題,只屬權宜之計。歸根究底,跟地球上的綠林相比,屬於全人類的夜空,從來都沒有法律保護。例如在美國授權互聯網衛星使用和發射的聯邦通訊委員會,就從未要求相關企業遵守任何妨礙天文觀測的規定。天體物理學家麥道維期望美國聯邦通訊委員會、美國聯邦航空管理局和聯合國能夠共同制訂衛星法例,將任何構成光害的影響,以及衛星發射管制,一併納入考慮之列,還人類一個無光污染的原始夜空。
杜然(文化評論員)