当一百万个数据中心升上轨道：鲁宾天文台眼中的景象
位于智利帕穹山（Cerro Pachón）海拔2,663米处的薇拉·C·鲁宾天文台于2025年开始运行。它的广视场望远镜主镜直径8.36米，配有一台极其灵敏的相机，用于执行时空遗产巡天（LSST）。仅在第一年，这项巡天收集的数据就将超过以往所有光学天文观测数据的总和。
与此同时，运营商们正竞相发射一种新型卫星：轨道数据中心，即搭载计算机的航天器。SpaceX 和 Starcloud 向美国联邦通信委员会提交的申请，加上 Axiom Space、Orbital、蓝色起源（Blue Origin）、Project Suncatcher 等公司的计划，总共提出要在低轨道部署远超一百万颗这样的卫星。截至2026年6月，只有少数几颗原型星升空。
一份申请文件搭建出的卫星群
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的纳扬·让吉德（Nayan Jangid）和西格弗里德·埃格尔（Siegfried Eggl）、华盛顿大学兼鲁宾天文台的梅雷迪思·罗尔斯（Meredith Rawls）和彼得·约阿希姆（Peter Yoachim），以及美国国家科学基金会 NOIRLab 的康妮·沃克（Connie Walker）——他们同时也都是国际天文学联合会（IAU）暗夜与宁静天空保护中心的成员——根据 SpaceX 的申请文件构建了一个星座模型：998,240颗卫星，分布在686至1,002公里高度之间的94个轨道壳层（高度层）上。其中一半位于与赤道倾斜约30度的轨道上。另一半是太阳同步轨道卫星：它们的轨道沿着昼夜分界线运行。
每颗卫星都被模拟成一个放大版的类星链（Starlink）航天器：星体约7米×3.5米，太阳能板按400千瓦设计，还有一块白色或镀银的散热器，两面各110平方米，用来排出计算机产生的热量。
接着，一个六阶段的处理流程在模拟的一年鲁宾观测计划中追踪每一颗卫星：它穿过了哪些30秒曝光、是否被阳光照亮、它的轨迹在相机六个颜色滤光片中各自看起来有多亮，以及它毁掉了多少像素。
最糟的夜晚，五幅图像有四幅中招
平均而言，模拟统计出每晚约有180,000次卫星穿过鲁宾的视场，其中60,000道轨迹被阳光照亮。在某些夜晚，视一年中的不同时节而定，多达80%的鲁宾图像中至少有一道被照亮的轨迹；全年平均下来，这一比例接近20%。这个数字涵盖整个星座和所有滤光片；论文没有具体指出某一个夜晚，这些峰值分散在全年各处。
模拟一年中的逐夜情况：绿色表示被任意卫星穿过的鲁宾图像所占比例；红色表示被阳光照亮、可见的卫星穿过的比例。空白处为没有观测的夜晚。——图1，Jangid 等（2026），arXiv:2610.31772。
太阳同步卫星造成的破坏格外大：它们沿着昼夜分界线运行，在天文台已经天黑时仍然被阳光照亮。
亮度遵循两种模式。漫反射通常会产生约6等的星等；在这个标尺上，数字越小表示越亮。巨大太阳能板产生的镜面般闪光可达2到4等。全年约900万道被照亮的轨迹中，有83.9%比7等更亮——7等是国际天文学联合会建议的上限——还有超过229,000道比2等更亮，肉眼就能轻易看到；对于这些轨迹，模型把它们穿过的每一块探测器芯片都算作报废（相机共有189块）。
在晨昏时段，一幅典型图像中同时有约100道可见轨迹。在一个典型夜晚，鲁宾将损失5%到10%的晨昏像素，个别图像的损失超过90%。作者指出，他们的方法可能高估了亮到足以使像素溢出（饱和）的轨迹数量。
发光的晨昏
研究团队还把地平线以上所有被阳光照亮的卫星的光加在一起，计算了天空本身会变亮多少。在一个有代表性的无月之夜——2026年7月15日——在晨昏时段，卫星在 u（近紫外）、g（绿光）和 r（红光）滤光片中增加的亮度超过自然天光的1,000%；在图11中，g 波段在黎明前的峰值超过3,000%。g 和 r 滤光片通常正是晨昏时段用来发现太阳系中潜在危险天体的滤光片。在夜晚最深的时段，卫星落入地球的阴影中，额外亮度几乎降为零。即使在满月时，在几个滤光片中天光亮度也会增加100%以上。作者认为，这种增亮最终可能成为对科学研究的主要危害。
2026年7月15日无月之夜的天空亮度变化，从 u 滤光片（顶部）到 y 滤光片（底部）：蓝色为自然天空，红色为加上卫星后的天空；右侧为增加的百分比，在黄昏和黎明时最高。——图11，Jangid 等（2026），arXiv:2610.31772。
没有简单的解决办法
研究团队测试了常见的补救措施。如果只部署星座的10%，约100,000颗卫星，晨昏图像每晚仍会损失2.33%的像素，而整个卫星群为6.88%，并且有一幅图像损失了87%。数量减少到十分之一，损害并不会随之降到十分之一，因为一道明亮的闪光就足以主宰一幅图像。更低的轨道能让卫星更长时间处于阴影中，但晨昏时段的闪光依然存在，而且卫星寿命更短意味着需要更多次发射。运营商可以把闪光引导到远离智利的方向，但只能一家公司、一座天文台地逐个协调。让鲁宾在黄昏时指向东方、黎明时指向西方看起来很有希望，但这一点没有经过模拟。
这项研究也有它自己的盲区：理想化的轨道，每个位置都精确已知；没有考虑空间碎片，没有考虑从恒星前方经过的暗卫星，也没有考虑射电天文。而且它列出的危害中有一项是无法挽回的：对于只出现一次的现象，一道明亮的轨迹恰好划过不该划过的探测器，就意味着这一事件被直接错过，再也没有后续观测的机会。