人们是否有权不受阻碍地欣赏天空？在人类历史的大部分时间里，这样的问题会被认为是无稽之谈——但随着最近卫星巨型星座的兴起，这个问题现在被一遍又一遍地提出。巨型星座是由数千个航天器组成的庞大群体，可能引发价值数万亿美元的轨道产业，并改变全球互联互通和商业。但巨型星座的兴起也威胁着扰乱夜空，扰乱一些天文学家的工作，并产生危害地球和太空人类的空间碎片。
2020年1月，《大众科学》率先报道一篇论文，该论文认为，由于美国国会在半个多世纪前颁布的环境立法，这种星座实际上可能是不合法的。随后，国会委托美国政府问责办公室（GAO）撰写一份报告，以权衡此类主张的证据。本月早些时候发布的这份报告表明，对巨型星座采取监管行动的可能性越来越大——并表明关于卫星对夜空神圣性的影响的高风险国际辩论才刚刚开始。尽管这些决定仅限于美国，但它们将对世界各地产生深远的影响，不仅为其他国家树立先例，而且还决定了如果公司的卫星会损害夜空，它们是否可以在美国运营。
“我们的社会需要太空，”剑桥大学天文学家、诺贝尔奖获得者迪迪埃·奎洛兹说。“我对太空用于商业目的没有意见。我只是对它失控感到担忧。当我们开始看到卫星数量增加时，我感到震惊的是竟然没有监管。所以我很高兴听到人们已经意识到这种情况不能再继续下去了。”
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
巨型星座时代始于2019年5月，当时埃隆·马斯克的SpaceX公司发射了其星链星座中的首批60颗卫星。星链是该公司的一项业务，旨在通过建立和维护一个由超过12,000颗通信卫星组成的近地轨道网络，向全球各个角落传输高速宽带互联网。到2019年底，SpaceX已经发射了180颗星链卫星。如今，该星座的数量已膨胀到3,000多颗，占太空所有活跃卫星的一半。2019年9月，当时是田纳西州范德比尔特大学法学院学生的拉蒙·瑞安注意到，天文学家和公众如何对这些卫星数量的快速增长感到震惊，所有这些卫星在阳光照射下都可能在天空中非常明亮。虽然成群结队掠过天空的明亮卫星拥有其自身的美感，但对于休闲观星者来说，它们可能是一种破坏观星乐趣的麻烦。而对于专业天文学家来说，它们正处于成为一场基本上无法减轻的灾难的边缘，经常“ фотобомбить”地面设施甚至近地轨道设施（如哈勃太空望远镜）的精细观测。来自这些卫星的无线电通信也可能妨碍灵敏的射电天文学仪器，这些仪器需要极其“安静”的天空才能聆听遥远宇宙的声音。
瑞安在《范德比尔特娱乐与技术法学杂志》上发表的论文提出，美国联邦通信委员会（FCC）对这些卫星的监管批准可能违反了1970年颁布的美国国家环境政策法案（NEPA）中的环境法。具体而言，瑞安认为，夜空的自然美学和天文学职业可能受到NEPA的保护——但由于该机构在1986年被授予“类别排除”（当时它根本没有许可那么多卫星），FCC迄今为止回避了NEPA的监督。在《大众科学》报道后，一位国会工作人员将瑞安的论文转交给了伊利诺伊州民主党参议员塔米·达克沃斯。达克沃斯随后与她在参议院的民主党同事、夏威夷州的布莱恩·沙茨合作，正式要求GAO（应国会的要求审计联邦机构）确定FCC的类别排除是否仍然有效。此外，达克沃斯和沙茨还要求GAO权衡是否应允许FCC在没有NEPA审查的情况下许可如此多的巨型星座卫星。
该报告的结果于11月2日发布。在报告中，GAO建议FCC应重新审视其NEPA的类别排除，并考虑是否应根据巨型星座的兴起更新其程序。“我们认为他们需要重新审视[类别排除]，因为现在的情况与1986年大不相同，”GAO主管兼报告的两名主要作者之一安德鲁·冯·阿赫说。白宫环境质量委员会（CEQ）建议各机构“每七年重新审视一次类别排除等事项，”冯·阿赫说。但FCC“自1986年以来实际上并没有这样做。”
根据报告的建议，FCC应审查巨型星座是否影响环境，重新审视其NEPA的类别排除，并编纂“特殊情况”目前会导致NEPA审查的情况。报告作者指出，FCC尚未“开展并记录对其类别排除的全面审查，以确保其是最新且适当的”。虽然FCC已表示将在“特殊情况”下进行NEPA审查，但报告指出，该机构的法规“没有列出其他因素来解释什么是特殊情况”。目前尚不清楚NEPA是否真的适用于外层空间的“环境”——特别是近地轨道。“这就是问题所在，”冯·阿赫说。“我们没有对它是否适用发表意见。我们关注的是FCC做出这些决定的过程。”
冯·阿赫说，该报告花了超过一年的时间才完成，并纳入了行业、天文学家和FCC本身的代表性观点。“这对我们来说是一个稍微新的话题，”他说。GAO主管兼另一位主要作者凯伦·霍华德也与冯·阿赫共同撰写了一份关于巨型星座的技术评估，她说该报告是“我们首次对卫星星座及其潜在环境影响进行技术评估”。调查结果表明，在许多领域都存在担忧，不仅包括卫星的亮度，还包括它们在太空中造成的碰撞风险和可能产生的太空垃圾、卫星无线电传输对射电天文学造成的干扰，甚至包括卫星重返大气层可能影响地球气候或危害地面人类的可能性。“我们预计卫星数量将急剧增加，这有可能为光学天文学和夜空的其他用户带来许多挑战，”霍华德说。“这可能会使某些研究变得不可能。”
FCC拒绝了《大众科学》的置评请求。然而，在书面回复 GAO的报告中，它表示已审查该报告，并“致力于确保其行动，包括卫星许可活动符合[NEPA]的要求”。它指出，白宫的CEQ目前正在修订联邦机构NEPA法规的规则，并已建议各机构在2023年9月前更新其NEPA程序。“我们预计，FCC将在修订后的CEQ规则发布后，对其NEPA规则进行审查，包括审查许可大型卫星星座通常是否对人类环境没有重大影响，”FCC在其对GAO的回应中表示。“我们预计，作为评估的一部分，[FCC]将考虑是否建立一个时间框架和程序，用于定期审查我们现有的类别排除。”
在GAO报告发布后的第二天，FCC还宣布成立一个新的太空活动局，这将帮助该机构处理目前正在审议的64,000颗新卫星的申请。“太空新时代颠覆了我们所知的一切关于如何提供关键的太空服务，”FCC主席杰西卡·罗森沃塞尔在一份随声明发布的公告中说。“该机构的组织结构没有跟上我们面前的申请和程序成倍增加的步伐，在某些情况下甚至是呈指数级增长。你不能只是继续用老方法做事，还期望在新领域取得领先地位。”
华盛顿特区美国天文学会（AAS）公共政策副主任兼临时代理主任贝瑟妮·约翰斯说，目前有多项法案正在国会中推进，旨在进一步规范巨型星座对天空的影响。“这是在寻求找到一个对每个人都适用的政策的漫长征程中的一步，”她说。“这非常复杂。”她说，由于最近的中期选举后，美国众议院的领导权从民主党转向共和党，情况就更加复杂了。约翰斯说，这种转变可能出现的党派纷争严重的立法僵局“可能会使最终确定政策变得困难”。
对于天文学来说，巨型星座的威胁可能对天空的广域、深空巡天最为严重，例如为维拉·C·鲁宾天文台（VRO）计划的巡天，这是一架耗资4.73亿美元的地面望远镜，配备有史以来最大的数字相机，计划在本十年末在智利启用。VRO的太空和时间遗产巡天（LSST）旨在探测宇宙中的暗物质和暗能量，以及该领域的许多其他优先研究。如果天空中的卫星数量增加到50,000颗，这与所有国家的适度巨型星座预测一致，“[VRO]图像中大约有10%会带有卫星轨迹，”加州大学戴维斯分校的VRO首席科学家托尼·泰森说。虽然大多数科学研究仍然是可能的（尽管难度大大增加），但来自卫星的光污染可能会使某些研究变得难以进行。例如，跟踪快速移动的物体，如潜在危险的近地小行星，很容易受到来自闪闪发光的卫星的虚假警报的影响。“这对一些科学研究来说将是一个真正的障碍，”泰森说。最近的卫星应用也引起了警惕，例如BlueWalker 3，这是一颗最近发射的（并且非常明亮）卫星，来自德克萨斯州公司AST SpaceMobile。BlueWalker 3旨在向地面发射蜂窝宽带，之所以如此明亮，是因为它有一个可展开的天线，面积近700平方英尺。AST未来的卫星，称为BlueBirds，可能会大两倍，亮度也相应地更高。FCC尚未完全许可这些卫星，据一些估计，这些卫星可能会超过天空中所有其他恒星和卫星的亮度。
FCC可能需要数月甚至数年的时间才能确定其卫星许可是否需要NEPA审查，即使那样，该机构也不太可能重新审查之前的申请，例如星链。FCC的行动可能仅限于对即将到来的星座进行NEPA审查。然而，未来几年计划发射数千颗卫星，不仅来自SpaceX，还来自亚马逊的柯伊伯项目和英国的OneWeb星座等竞争对手的服务（OneWeb星座在英国获得许可，但需要FCC的市场准入才能在美国运营）。因此，时间至关重要。夜空之战仍在继续。