正如人们用手机保持联系一样,卫星也相互通信,并与地球上的接收站通信。通讯方式是无线电辐射。然而,理想情况下,卫星的通信频率不会干扰射电天文观测站。这是通过复杂的协议来确保的,例如与联邦网络局的协议。尚未研究的一个例外是某些卫星的机载电子设备发出的干扰辐射。最初的重点是SpaceX运营的星链卫星星座。

来自马克斯·普朗克射电天文研究所等领先研究机构的科学家使用LOFAR射电望远镜观测了SpaceX的68颗星链卫星。在此过程中,他们发现了卫星机载电子设备产生的电磁泄漏辐射。这可能会阻碍天文学研究,并且与迄今为止才观测到的来自轨道的正常通信信号不同。作者敦促所有卫星运营商和监管机构考虑射电天文学在卫星开发和监管实践中的影响。
比月球上的手机弱一百万倍
天文学家从太空接收到的无线电信号通常非常微弱。测量仪器认为,人造无线电发射比天体通过太空传播并撞击地球的辐射要强烈得多。宇宙射电光的主要来源是过去恒星爆炸或超大质量黑洞附近物质喷射产生的冲击波。尽管它们是宇宙中最大的能源消耗者之一,但它们距离地球较远,信号强度较低。如果月球上的宇航员随身携带普通手机,那么地面射电望远镜就可以检测到它,其强度相当于天空中最亮的天文射电源。
巨大的卫星星座(例如SpaceX的星链卫星网络)的扩张带来了新的挑战。为了能够为世界上的偏远地区提供几乎不间断的宽带互联网,必须在近地轨道上运行数千颗卫星。然而,射电望远镜也始终可以看到许多卫星。为了防止卫星在与地面站通信时干扰射电天文学家的观测,对天文学特别重要的频段受到保护。但是,目前首次观测到的星链卫星的辐射尚未被记录。这很可能是由于车载电子设备的所谓泄漏辐射造成的。尽管这种辐射只有很低的功率,在不到微瓦的范围内,而且比手机弱大约一百万倍,但它与无线电天文台从太空测量的辐射相当,甚至由于距离地球很近而更强。
当卫星星座成为问题时
研究团队最初专注于SpaceX卫星,因为在观测时SpaceX在轨卫星数量最多,超过2000颗。具体来说,这项研究在一小时的观测窗口内观测到了68颗卫星经过LOFAR射电望远镜的视场。LOFAR在其中47个中检测到了频率范围在110至188兆赫兹之间的先前未知的干扰辐射。SpaceX并没有违反任何规定,因为这种类型的卫星电磁辐射不受国际法规管辖。
因此,研究人员与SpaceX保持着密切联系。该公司希望防止对天文学可能产生的负面影响,并已为此优化了未来的卫星。及早认识到问题可以创造必要的时间来共同研究技术解决方案并与监管机构进行必要的讨论。
这项研究7月6日发布在马克斯·普朗克官网上。