一闪一闪亮晶晶,满天都是人造卫星

一闪一闪亮晶晶,满天都是人造卫星,第1张

Starlink 是 SpaceX 正在组建中的全球卫星网路系统。从于 2019 年底至今不到一年半之内,SpaceX 就已经进行了超过 23 次 Starlink 卫星发射 (20210412)。若是加上之前的几批原型机,Starlink 的总发射数已接近 1600 颗,远远超越历史上所有的卫星星座[注一]系统。但规模庞大的 Starlink 计画在提供全球高速卫星网路的同时,也对近地轨道的环境,以及原本黑暗的夜空造成难以忽视的重大影响。其中,又以天文学家与天文摄影爱好者们受害尤其严重。而且,在可预见的将来,还会有更多企业投入近地轨道卫星网路的竞赛。如何在让世界更加紧密的卫星网路,以及珍贵的夜空和轨道环境之间取得平衡,值得所有人持续关注与理解。

SpaceX Starlink-1 任务。SpaceX Starlink 的存在价值:为什么我们需要卫星网路?

对大多数的中国台湾人来说,网路并不是太稀罕的东西。因为我们的网路基础建设相当完善,电信公司的光纤网路、无线基地台、Wifi 分享器在生活周遭随处可见。甚至在高山或海边的风景区,只要不是完全袅无人烟,也常常有不错的讯号。我们早已习惯天天上网、逛脸书、滑 IG、打卡、发宵夜文,甚至许多人的工作与学习,都仰赖稳定而高速的网路。

但世界上并不是每个地方都如此。多数国家的网路基础设施都远不如中国台湾完善,全球约有半数的人口处于没有网路可用的状态。想要在合理的成本下,将网路的服务范围扩张到深山、沙漠、大洋等地相当不容易。

那如果用卫星作为网路的节点呢?这样不就可以不受地理易达性的限制,让全世界所有角落都有网路可以用了吗?没错,这正是 Starlink 所希望达到的目标。他们希望在近地轨道上建立起覆盖全球的卫星通讯网路服务。而且为了让 Starlink 系统的资料传输速度与延迟能够和一般的地面电信公司竞争,他们计画将超过 12000 颗通讯卫星[注二]部署在 500 至 1300 公里之间的多个轨道壳层上。

12000 颗卫星很多吗?非常的多!这个卫星数量不仅远超过以往任何卫星星座,甚至是人类发射过的卫星总数都大约只有 9000 颗而已。足见 SpaceX 的野心之庞大。这种覆盖全球的卫星网路,有可能可以造福全球数十亿无法上网的人,让他们能够享受到网际网路带来的教育、资讯、娱乐等重要资源。

自 2019 年 11 月 11 日至今的约一年半内,SpaceX 每隔几周就发射一次 Starlink,一次发射会送 60 颗卫星进入轨道。仅仅三次发射之后,SpaceX 就已经成为地表最大的卫星操作者;23 次发射之后,轨道上运作中的卫星已有六成都是 Starlink。

20210411 Starlink 实时位置 3D 图。可以上Starlink – dynamic 3D orbit display亲自玩玩。 Heavens above

从 2020 年年中开始,Starlink 开始在北美地区进行测试,并表现出下载速度 50 – 150 Mbps,延迟 20 – 40 ms 的不俗性能,虽然价格略微昂贵,但仍受到不少偏远郊区使用者的推崇。推荐大家亲自上 Youtube 上看看那些数量庞大的测试影片,了解使用者们的想法。最近(202104)更看到多则实测 200 Mbps 下载速度的新闻,且服务范围也扩展到英国、德国、澳大利亚、纽西兰等地,发展非常迅速。人们相信,这种覆盖全球的卫星网路,将有潜力把珍贵的网路,以及其附带的教育、娱乐等资源,带给全世界的人。

Starlink 的环境影响:光害与壅塞的近地轨道

这样的愿景虽然美好,然而发射如此大量卫星,却造成了许多未曾被重视的环境问题,让 Starlink 自从建构之初就饱受各方争议。

第一个引爆点是 Starlink 的光害问题。相信关注太空议题有一阵子的朋友,都有看过一整排 Starlink 卫星像一排闪亮的星际火车一般横越夜空、毁掉天文观测的照片或影片。虽然这些影片往往都拍摄于卫星刚发射时,正式运行中的卫星因为轨道高度较高,并不会如此之亮,但却足以激起天文界对于这项计画的反弹。对像是薇拉.鲁宾天文台(Vera C Rubin Observatory)、史维基瞬变探测器(Zwicky Transient Facility)等大面积、高频率的巡天观测计画影响尤其严重。当然,天文学家可以借由各式各样的演算法消除掉这些卫星通过的光迹,但是这不仅会增加资料处理的困难度,也可能降低观测资料的品质。

另外,1979 年国际天文联合会(IAU)定义,光害小于夜空自然亮度的 10% 处,才是适合建造专业天文台的地方。但在三月底发表于英国皇家天文学会月报的一篇专题讨论中,研究人员估算了轨道上的卫星反射阳光而贡献的背景亮度,发现竟然很可能已经超过了这个标准。卫星造成的光害严重性可见一斑。还有,作为通讯卫星,Starlink 会不断发出强烈的无线电波,虽然已经刻意将通讯频段与观测频段错开,但是仍会对电波望远镜造成影响。相关报导可见这篇。

针对这些影响,一个常被提出的观点是:既然 SpaceX 已经降低前往太空的门槛,为什么不把望远镜都搬上太空,就没这个问题了?但站在天文学家的立场,即使发射的成本降低,设计与建造一座太空望远镜仍是相当昂贵的。地面望远镜在建造技术的成熟度、维修升级的方便性等方面,还是有着太空望远镜无法企及的优势。因此在可预见的未来,地面望远镜仍然会是天文学的重要支柱。

Starlink 卫星群通过望远镜的视野中。 CTIO, NOIRLab, NSF, AURA and DECam DELVE Survey

除了光害之外,将如此大量的卫星置于近地轨道之中,也让近地轨道变得更加拥挤,卫星与太空垃圾之间的碰撞机率也随之提升。2019 年 9 月,欧洲太空总署的埃俄罗斯气象卫星为了闪避 Starlink-44 而调整轨道,就是一个著名的例子。其实,卫星为了闪躲太空垃圾和其他卫星而改变轨道是相当常见的事,但当轨道变得越来越拥挤,如何快速与正确的监控轨道上的物体、计算可能的危险碰撞,并即时与其它卫星公司协调让卫星改变轨道等工作,就变得越来越困难且重要。

SpaceX 的努力:如何降低卫星的负面影响

值得庆幸的是,面对 Starlink 带来的负面影响,SpaceX 并没有两手一摊、充耳不闻。从 2019 年开始,SpaceX 就与各领域合作设法降低卫星星座的影响。比如为了解决卫星的光害问题,SpaceX 曾尝试把卫星涂黑、加装遮阳板、改变卫星姿态等方式来降低卫星产生的光害。在埃俄罗斯卫星事件之后,SpaceX 也改进了他们的卫星控制系统,以更好的避开可能的撞击。

Starlink-L7 任务中,一颗卫星特别加装了遮阳板降低天线造成的反光。SpaceX 享受便利与资源的同时,也要取得环境保护的平衡

无庸置疑的,Starlink 已经是史上规模最庞大的卫星系统。

而且无论你是否认同它的价值,可预见的未来 SpaceX 几乎不可能放弃这项重要的生财工具。而且除了 SpaceX 之外,还有 OneWeb、LeoSat、Project Kuiper、鸿雁、虹云等近十个计画已被提出或正在建置,预计都会成为至少上百颗卫星的大型卫星星座。这些卫星网路拥有造福全世界人类的潜力,尤其是让身处基础设施不发达处的人们,享受到网际网路带来的丰富资源;但另一方面,庞大的卫星也带来严重的光害与太空垃圾问题,冲击未来的太空发展与科学研究。如何在让世界更加紧密的卫星网路,以及珍贵的夜空和轨道环境之间取得平衡,值得所有人持续关注、讨论与理解。

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焊锡或者铝箔胶带。

焊锡:焊锡是在焊接线路中连接电子元器件的重要工业原材料,是一种熔点较低的焊料,主要指用锡基合金做的焊料。焊锡广泛应用于电子工业、家电制造业、汽车制造业、维修业和日常生活中。

铝箔胶带:铝箔胶带有粘性好,附着力强,抗老化的优点。铝箔胶带配合所有铝箔复合材料的接缝粘贴,保温钉穿刺处的密封以及破损处的修复。广泛应用于冰箱、空凋、汽车、石化、桥梁、宾馆、电子等行业。

扩展资料

锡焊补锅的方法:

1、先找到漏水的洞,用小刀或者锉刀之类的工具在动的附近刮出一层新的铁出来。就是把以前的绣或者氧化层都刮掉。

2、把助焊剂涂在上面,把热铁烧热,然后焊锡用把洞给堵上。(能买新的还是买新的,毕竟防止金属中毒,虽然量很小。)

参考资料

-铝箔胶带

-焊锡

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