我非常感谢黑暗的天空工作组的辛勤工作,该工作组撰写了这一良好的实践指导及其组织(自然资源威尔士,埃里里(Eryri)和彭布罗克郡国家公园(Pembrokeshire National Park National Park)当局,克威迪安(Clwydian)范围,迪伊·瓦利(Clwydian)和迪尼斯·瓦利(Dee Valley)和伊尼斯(YnysMôn)的国家景观,以及康威(Conwy)的本地计划,为他们提供了众多官员和良好的计划。《未来后代法》的福祉将合作指定为五种工作方式之一,而该指导文件是遵循该方法的好处的一个典范。因此,我们拥有强大的以从业者为中心的指导,可以为威尔士的夜空带来改进的结果。
随着 2019 年 5 月首批 60 颗 Starlink 卫星发射,天文学家敏锐地意识到了卫星星座的影响。在短短五年内,一些公司已将近 7,000 颗星座卫星发射到地球轨道上——几乎与 65 年前航天时代开启以来发射的单颗卫星数量一样多。低地球轨道 (LEO) 卫星星座的激增对那些珍视黑暗和宁静天空的人来说构成了重大风险。这些卫星可能会将阳光反射到光学望远镜上,改变夜空的外观,并发射从无线电到红外线的电磁辐射,可能对天文观测造成有害干扰。低地球轨道上的地面和太空望远镜都会受到影响。地球上没有一个地方能够免受这些全球卫星星座的影响,监管文件表明,未来几年公司和政府可能会发射更多卫星。
过去几年,各大公司已将数千颗商业卫星发射到低地球轨道,以提供卫星电话和互联网接入等服务,并且它们还计划发射更多卫星。预计这一趋势将加速,到本世纪末,预计将发射数万颗卫星。随着越来越多的企业寻求联邦通信委员会 (FCC) 和其他联邦机构的批准,以发射和运营更多商业卫星,科学家和其他利益相关者对大型卫星群可能带来的环境和其他影响提出了质疑。1 例如,利益相关者对卫星发射或脱轨排放导致的高层大气温度变化以及无线电传输或阳光反射对天文研究的影响表示担忧。他们还对夜空变化对业余天文学和天文摄影以及普通公众的影响表示担忧。其他人则对宽带服务中断表示担忧,因为随着太空物体数量的增加,卫星与碎片或其他卫星相撞的可能性越来越大。
在人造卫星存在的大部分时间里,其环境效益(特别是通过提供遥感数据)似乎大大超过了其环境成本。随着目前和预计的地球观测卫星和其他低地球轨道卫星数量的急剧增长,现在需要更仔细地考虑这种权衡。这里我们重点介绍了卫星技术对环境的一系列影响,采用生命周期方法来评估从制造、发射到脱轨期间的燃烧的影响。这些影响包括可再生和不可再生资源的使用(包括与数据传输、长期存储和分发相关的资源)、火箭发射和卫星脱轨对大气的影响,以及夜空变化对人类和其他生物的影响。对某些影响规模的初步估计足以强调需要进行更详细的调查,并确定可以减少和缓解影响的潜在方法。
在人造卫星存在的大部分时间里,其环境效益(特别是通过提供遥感数据)似乎大大超过了其环境成本。随着目前和预计的地球观测卫星和其他低地球轨道卫星数量的急剧增长,现在需要更仔细地考虑这种权衡。这里我们重点介绍了卫星技术对环境的一系列影响,采用生命周期方法来评估从制造、发射到脱轨期间的燃烧的影响。这些影响包括可再生和不可再生资源的使用(包括与数据传输、长期存储和分发相关的资源)、火箭发射和卫星脱轨对大气的影响,以及夜空变化对人类和其他生物的影响。对某些影响规模的初步估计足以强调需要进行更详细的调查,并确定可以减少和缓解影响的潜在方法。
封面:奋进号航天飞机从位于佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心 39A 发射台升空,照亮了夜空。STS-130 任务前往国际空间站的主要有效载荷是宁静号节点,这是一个加压舱,将为机组人员和空间站的许多生命支持和环境控制系统提供额外的空间。宁静号的一端连接着一个圆顶,这是一个独特的工作区,侧面有六个窗户,顶部有一个窗户。圆顶类似于圆形凸窗,将提供空间站外部的更好视野。多方向视图将使机组人员能够监视太空行走和对接操作,并提供地球和其他天体的壮观景色。该舱由泰雷兹阿莱尼亚航天公司在意大利都灵为欧洲航天局建造。图片来源:NASA/Jim Grossmann
提供完整的卫星和轨道碎片普查始于高效探测这些物体并可靠地确定其轨道(空间域感知或 SDA)。荷兰皇家空军 (RNLAF) 表示需要开发一种能够为 SDA 做出贡献的系统。广域、高节奏的天文勘测监测了大部分天空,为轨道确定提供了一个有前途的平台。例如,智利的 MASCARA 仪器使用五台固定的广角摄像机以 6 秒的节奏连续监测当地夜空。在这些图像中,卫星由于其长条纹状外观而易于与其他物体区分开来。但是,为了最大限度地发挥这些丰富数据的实用性,应几乎即时提取有关卫星的信息。我们开发了一种新颖的管道,可以几乎即时自动检测卫星条纹并从天文数据中提取位置信息。我们在本文中解决的主要挑战如下:处理速度(即跟上传入的数据流)和卫星天空位置自动提取的准确性。
经济影响:暗夜星空以多种方式为新墨西哥州带来积极的经济影响。该州的天文旅游活动正在增加。这里有夜空旅游业务,新墨西哥州真实新闻有一个新墨西哥州暗夜星空主题,重点关注几个正式指定的暗夜星空地带。全州有多个“暗夜星空”住宅区,吸引了来自外州的新房主。有多家拥有望远镜的小型企业,为来自世界各地的人们提供在暗夜星空下远程操作望远镜的场所,业主偶尔也会来拜访。新墨西哥州的研究型大学拥有活跃的天文台,吸引学生和联邦资金;新墨西哥州的几家联邦机构也设有天文台。全州有许多业余天文学俱乐部,至少有一个大型星空派对吸引来自外州的游客。
作为一所机构,汉博学院与当地和全球的土著学习者、家庭和社区保持着复杂的关系网络,并对他们负有义务。我们最密切的关系和责任是与土著学习者,我们与他们的关系正在不断加深和正式化。从土著学习者开始,汉博学院与 Lake Simcoe/Georgian Bay 地区的土著社区保持着关系,并对他们负有责任。我们还与加拿大其他地区的土著民族建立了关系,这代表着我们必须培养的另一组关系和责任。最后,作为新兴的国际领导者,汉博学院花费了大量时间与全球土著人民建立关系。总体而言,这些关系为本计划中概述的优先事项奠定了基础,或充当了支架和支持基础。一幅土著艺术作品描绘了一只浅棕色的鹿站在草地上,背景是漆黑的夜空、星星和月亮。
观测和编目 GEO 带中的卫星对于空间卫星跟踪、避免碰撞和空间态势感知应用来说是一项至关重要的工作。然而,由于卫星数量庞大且需要精确的观测规划,因此对 GEO 区域内的卫星进行有效和全面的观测带来了巨大的后勤挑战。传统的卫星观测方法通常涉及静态望远镜定位或次优手动扫描技术,这些技术可能既耗时又低效。此外,鉴于卫星轨道的动态性质和 GEO 带中卫星的庞大数量,需要采用创新方法来优化观测策略。为了应对这些挑战,通过使用分析方法减少夜空中观测的位置数量来优化观测,为在 GEO 带内编目卫星提供了一种系统的方法。通过将旅行商问题 (TSP) 的原理与分析方法和望远镜技术相结合,我们旨在最大限度地缩短观测目标之间的过渡时间或摆动,同时最大限度地提高沿优化观测路径的数据采集效率。