SpaceX想出了一個方法,可以讓Starlink衛星在夜空中「不那麼亮」

SpaceX想出了一個方法,可以讓Starlink衛星在夜空中「不那麼亮」

SpaceX發表了一份題為《衛星電信商亮度緩解最佳做法》的文件,概述了它如何與天文界合作以減少光污染。

SpaceX因其Starlink衛星的亮度造成觀測天象的麻煩,受到天文學家的批評。馬斯克和SpaceX的團隊不僅聽取了批評意見,而且正在積極回應,希望與天文學界合作解決這個問題。SpaceX指出,透過這方面的合作,它已經確定並減輕了造成衛星亮度的關鍵原因。該公司正在努力使衛星在其標準執行高度時不被肉眼看到。

如果衛星在夜間被太陽照亮,它們可以被地球上的觀察員看到。然而,任何衛星的可見性取決於其表面使用的材料。

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由於衛星不發射自己的光,亮度來自於自然陽光從衛星表面散射並反射到地球。光線可以以兩種不同的方式散射:鏡面或漫射。

SpaceX正在投入資金對鏡面進行重新設計,鏡射光是以單一角度反射的,就像一面鏡子,漫射光從許多角度反射。上面的圖片顯示了鏡面光散射和漫反射光散射的區別。

SpaceX公司指出,並非所有的材料都是高反射性的,有些材料是可吸收光,或使反射的光線變得更不明亮的。

為瞭解決這個問題,SpaceX為其目前的第一代衛星提出了緩解方案。

遮陽板與射頻透明鏡面薄膜

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對於第一代衛星,SpaceX已經開發了遮陽板,阻止陽光照射到底盤(衛星主體)的底部。然而,遮陽板阻擋了SpaceX用來將覆蓋範圍擴大到世界偏遠地區的雷射鏈接。此外,遮陽板對衛星產生了巨大的阻力。因此,SpaceX確定遮陽板不是一個長期解決方案。

隨後SpaceX開發了射頻透明鏡面薄膜作為遮陽板的替代方案,這種薄膜將大部分陽光散射開來,公司還在持續改進其鏡面薄膜,以減少散射回地球的光線,計畫在其下一代衛星上部署一種新的和改進的薄膜。

SpaceX對其第一代衛星所做的另一個改變涉及到單元間的背襯材料。該材料最初是白色的,但SpaceX將其改為暗紅色,降低了陣列的亮度。

缺點是,材料的變暗會增加太陽能電池陣列的溫度,從而降低性能。然而,SpaceX將採用許多像這樣的設計來降低衛星的亮度。

用於Starlink衛星的電介質鏡膜

SpaceX指出,其第二代衛星將為Starlink網路增加更多容量;在更多地方連接更多的人。

第二代衛星將使用以下三種先進的亮度技術,最重要的是介質鏡膜。SpaceX將用第二代電介質鏡膜覆蓋衛星的底部。這個版本通過使用雙向反射分佈函數(BRDF)指標,將觀察到的亮度降低,比第一代薄膜好十倍。

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您可以在下面的圖表中看到用於降低能見度的BRDF,SpaceX公司分享它是如何使Starlink衛星的亮度降低的。

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通過廣泛的研究和迭代,SpaceX將薄膜的鏡面散射最大化。該薄膜的核心是一個布拉格反射鏡,包括許多薄薄的塑料層,這些塑料層具有各種折射率,在內部形成干擾模式來反射光線。

它還允許無線電波毫無問題地通過。SpaceX還為其添加了二氧化鈦和二氧化矽的保護層,以保護薄膜的薄而純淨的層,使其不影響薄膜本身。

下面是第一代和第二代反射鏡膜的對比:

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SpaceX計畫在Starlink網站上將電介質鏡面膜作為產品提供。原因是SpaceX不能靠自己減少衛星對太空探索的影響。該薄膜將以成本價提供,所有電信商將能夠使用它來減少類似衛星星座的影響。

SpaceX強調,不僅天文學界的工作很重要,而且它將繼續與他們合作,以減少所有衛星執行的影響。

「SpaceX致力於通過Starlink連接儘可能多的人,改善地球上數百萬人的生活。作為一家太空探索公司,SpaceX是天文學和科學界的堅定支持者。」

 

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