对夜空来说太亮了

短短几年间，在轨卫星数量急剧上升，这几乎完全是由星链（Starlink）、一网（OneWeb）和国网（Guowang）等巨型星座推动的。它们为偏远地区带来了互联网，但也在天文学家的图像上留下了明亮的轨迹。

在2019年星链首批发射后的一年内，天文学家就提出了一条简单的规则：一颗靠反射阳光被看到的卫星，亮度不应超过7等——比人在黑暗天空下肉眼能看到的最暗恒星还要略暗一些——对于更高的轨道，限值还要稍暗一些。国际天文学联合会保护暗夜天空的中心采纳了这一建议。不过直到现在，很少有测量去检验卫星是否真正达标：此前的观测活动只跟踪了少量精心挑选的目标。

用流星网捕捉卫星

加拿大西安大略大学的Denis Vida、Peter Brown及其同事，与加拿大国防研究与发展部合作，使用了Luciole——一个源自全球流星网络（Global Meteor Network）的相机系统。用作者的话说，卫星可以被看作非常缓慢、持续很久的流星。Luciole不是去对准已知的卫星，而是在天空中撒下一张光学的网，以每秒25次的频率记录一切移动的东西。

从2024年10月7日到11月11日，位于安大略省埃尔金菲尔德天文台的六台高灵敏度相机，在230个晴朗的小时里记录了5118颗不同卫星的24812条轨迹。每颗卫星的亮度都以同一幅图像中的恒星为参照进行了校准。

谁超过了限值

观测到的卫星群体系统性地比建议限值更亮，尤其是在500到600公里之间那个拥挤的轨道层。为了公平地比较各运营商，团队统计了每个群体在所有可能被看到的过境中超过限值的频率：

• 星链：约**25%**的可能过境——而且由于其庞大的规模，它占了所记录的全部过亮过境的约三分之二。
• 废弃的火箭箭体：约21%。微风号（Breeze）和长征系列火箭的箭体在实际观测到的过境中，有97%–99%超过了限值。
• 国网/互联网星座（Guowang/Hulianwang），中国新兴的星座：超过一半的可能过境，而且实际观测到的每一次过境都超标。由于计划部署13000颗卫星，作者警告，除非将其调暗，否则它可能成为光学天空污染的主要来源。
• 一网：只有约6%。更高的轨道并不能完全解释这一点，因为其他处于相近或更高高度的星座看起来要亮得多。

进步也并非理所当然。星链卫星在2020年到2024年初一直在变暗，但较新的“直连手机”（Direct-to-Cell）型号几乎和最早的那批一样亮。它们的亮度随观测角度变化的方式表明存在强烈的镜面状闪光，作者合理地将其归因于星链的大型平板天线——因此，仅仅把表面涂暗可能还不够。

暮光瓶颈

大多数低轨卫星只有在它们仍处于阳光照射下、而地面已经天黑时才可见：也就是日落后和日出前的两个小时。一个550公里轨道层的模型显示，在南纬35度到北纬35度之间，全年每晚都有约3.3小时的高强度可见时间。更高的卫星（约1200公里）则在夜晚的大部分时间里都被照亮。

暮光时段对天文学家来说十分宝贵：他们在这时拍摄定标图像，并搜寻靠近地球的小行星。作者预测，在暮光的任一时刻，一个身处黑暗天空下的人在视野中会看到大约44颗明亮的卫星。对于薇拉·C·鲁宾天文台，大约每三张30秒的暮光图像中就有一张会带有卫星轨迹。

偏低的估计

这项巡天来自北半球中纬度的单一站点，历时36个夜晚，使用固定相机。它也漏掉了仍在爬升至最终轨道的卫星，而这些往往是最亮的——所以这些数字即便有偏差，也是偏低的。作者提出把他们的“卫星通量”作为任何天文台都能使用的标准，并把一网的结果视为业界其他公司现在就能达到的基准。