无线技术对地球科学和天文学造成影响

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几乎在对所有无线事物(无论是最新的智能手机、免费互联网热点还是GPS导航系统)的屏息期待中被忽略的是,这些设备可能对同样需要访问电磁频谱的科学仪器产生的潜在影响。然而,无线技术(无论是否获得许可)的激增,正在抢占越来越多的频谱带宽,这正在严重干扰科学家监测来自地球和太空的无线电波的能力,而这些无线电波“提供了关于我们星球及其在宇宙中位置的重要信息”,这是国家研究委员会无线电频谱科学利用委员会周一发布的一份报告中指出的。

这份175页的报告指出,来自无线设备的干扰使得科学家难以收集用于射电天文学和地球环境传感的信号,在某些情况下,这些信号变得无法使用。该报告是为了回应美国国家航空航天局(NASA)、商务部和国家科学基金会(NSF)提出的担忧而撰写的,他们担心新的无线技术越来越有可能干扰对这些机构的任务至关重要的无线电观测。


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国家研究委员会的委员会认定,被动遥感观测对于监测地球的自然系统至关重要,因此对于人类安全、政府和私营部门的日常运作以及管理美国经济许多部门的决策过程至关重要。该委员会还发现,射电天文学在未来的基础性发现方面具有巨大潜力,包括宇宙的起源和演化、物质的本质以及其他太阳系中的生命,这将对我们理解基本物理学和人类在宇宙中的地位产生“巨大影响”。

根据报告,使用频谱进行地球科学和天文观测已经受到复杂的国家和国际频谱规则体系的监管,但是相对近期的无线技术爆炸式发展“正在挑战工程师减轻来自主动服务[例如手机和无线计算机网络]的不必要干扰的能力,并且规则尚未随着技术发展而发展”。“主动和被动服务都在增加频谱的使用,因此,已经很强的干扰潜力也在增加。”

国家电信和信息管理局(NTIA)监管联邦政府用户的频谱使用,而联邦通信委员会(FCC)监管所有其他用户。国家研究委员会的委员会提出了两项主要建议。第一项是商务部和NTIA与国家科学基金会、NASA以及国家海洋和大气管理局(NOAA)合作,开发一个国家频谱评估系统,该系统可以根据发射器的频谱和空间密度来管理无线电波的使用。

第二项建议是NTIA、NSF和NASA促进过滤或调制不需要的信号的技术的开发,以保护射电望远镜和地球科学仪器研究的无线电波发射免受更强无线信号的干扰。委员会没有就向不同用户分配特定频率提出建议。

在过去的几年中,随着科技公司、应急响应人员和其他无线用户 clamor 争夺更多空间,更大程度地访问无线频谱已成为一个有争议的问题。一年前,美国联邦通信委员会(FCC)通过允许免费的、未许可的无线设备访问广播频谱上被称为“空白频段”(之所以这样命名是因为它们在广播频道之间提供缓冲)的未使用的空中波段,满足了谷歌、微软和许多其他科技公司的需求。与此同时,由于今年六月该国转向数字电视而释放的广播频谱成为可能,长期吹捧的全国公共安全宽带网络继续停滞不前。

图片来源:©iStockphoto.com/ Nick Schlax

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