卫星光污染日益严重的问题
毫无疑问：天空中充满了定期经过的卫星，它们产生的光迹会干扰观星、业余天文学、天文研究，并对自然生态系统构成重大威胁。问题源于卫星本身的设计，其中包括反射阳光的太阳能电池板，产生一种人造的漫射辉光，使夜空变亮，并掩盖了自然物体（月球、行星和恒星）的光线。随着未来几年预计将有170万颗卫星发射入轨，情况可能会发展到孩子们抬头仰望，想知道为什么月球和少数仍可见的自然物体没有在夜空中划出条纹。
自1958年斯普特尼克1号发射以来，卫星在夜空中的存在已成为人类的预期。这些卫星反射的阳光会产生明亮的条纹和耀斑（在最好的情况下）具有视觉吸引力。但随着低地球轨道（LEO）中活跃卫星的数量接近20,000颗（且迅速增加），人们越来越担心这些条纹可能干扰望远镜观测和大规模夜空巡天。
对天文研究的影响
一些例子包括维拉·C·鲁宾天文台目前正在进行的时空遗产巡天（LSST）。在其众多目标中，这项为期十年的巡天将创建太阳系目录，包括近地小行星（NEA）、主小行星带天体等。另一个主要目标是探索瞬变光学天空，研究移动或亮度变化的天体，这在天空充满条纹和亮点的情况下将非常困难。
干扰不仅限于专业天文台。业余天文学家和天文摄影师也报告了越来越多因卫星轨迹而毁坏的图像。此外，卫星的光污染影响自然生态系统，扰乱依赖自然黑暗的夜行动物和植物的行为。
介绍超黑涂层
为了缓解这一问题，萨里大学的一个研究团队开发了一种新型卫星超黑涂层材料，可大幅减少它们反射的光量。在他们最近发表在《皇家天文学会月刊》上的研究中，研究人员展示了Vantablack® 310——一种由萨里大学衍生公司（萨里纳米系统公司）开发的超黑涂层——如何显著减少低地球轨道（LEO）卫星的光污染。该技术源于萨里大学先进技术研究所（ATI）主任拉维·席尔瓦教授的工作。
Vantablack的工作原理
Vantablack是一种由垂直排列的碳纳米管阵列制成的超级黑涂层，能吸收几乎所有入射光。它最初是为太空应用而开发，用于减少敏感仪器中的杂散光，现已适用于卫星表面。该涂层可吸收超过99.9%的可见光，大幅降低卫星主体和太阳能电池板的反射率。
潜在优势与挑战
将Vantablack应用于卫星可显著降低其亮度，使其从地面更不可见，并最大限度地减少对天文观测的干扰。该涂层还耐用，能承受太空的恶劣条件，包括极端温度和辐射。然而，广泛采用面临挑战。涂层过程必须仔细控制以确保均匀覆盖，且为数千颗卫星涂覆的成本可能很高。此外，卫星运营商可能需要在减少光污染的好处与其他设计考虑（如热管理和发电效率）之间取得平衡。
展望未来
超黑涂层的开发代表了减轻卫星星座对天文学和自然环境影响的 promising 一步。随着轨道卫星数量持续增长，像Vantablack这样的解决方案可能成为保护未来世代黑暗天空的关键。萨里大学的研究团队正在继续完善该涂层并探索其在太空中的应用。通过与卫星制造商和监管机构的合作，这项技术有助于确保夜空仍然是奇迹和科学发现的源泉。
本文基于Universe Today的报道。阅读原文。
Originally published on universetoday.com
