2019年8月31日,“太极一号”成功发射,取得了一系列宝贵的在轨测试数据,迈出了我国空间引力波探测的第一步。为探测大质量黑洞并合产生的低频引力波,太极计划最后一步将发射三颗卫星,形成边长300万公里的等边三角形编队星座,从而极大的推动仪器和观测天文学的发展。
近日,国科大杭州高等研究院空间盘古实验室、新加坡南洋理工大学、中科院理论所、澳大利亚昆士兰大学、澳大利亚国立大学研究人员在《Nature Astronomy》(自然-天文学)发表评论文章,结合“太极一号”卫星的发射和后期在轨测试,对卫星星座天文学的发展和展望进行了综述。该期刊是英国著名杂志《Nature》(自然)于2017年创立的自然科学类子刊,2019年SCI影响因子11.518,是天文学领域国际权威学术期刊。
新加坡南洋理工大学教授Igor Levchenko,太极一号霍尔微推系统负责人、新加坡南洋理工大学教授徐淑岩,中国科学院院士、杭高院基础物理与数学科学学院院长、引力波探测空间太极计划首席科学家吴岳良,澳大利亚国立大学教授Kateryna Bazaka等为该评论文章的作者。
地球轨道卫星星座。
文章指出,使用分布式仪器系统收集天文和天体物理数据并非新的想法。目前已经有几个地面射电天文学仪器和光学望远镜系统组成的全球网络。直到近些年,在空间建立和维持一个庞大的分布式的天文仪器网络,仍然超出了工程技术和财政支持能力。但我们要看到,人工智能和新技术的发展又给这一分布式的计划增添了希望。
文章强调,绕地球运行的卫星群如主动通信的立体卫星和商业小型卫星组成的大规模编队星座,又比如Taiji或欧洲对应的LISA,可能会带来新的技术能力,因为这种星座网络具有大面积覆盖特性,也更加具有灵敏度和灵活性。卫星编队星座最大的进步在于,使对遥远天体的探索在财政上变得更容易负担,同时降低了出现失败的风险。
2017-2019年商业立体卫星星座统计图。
文章最后讨论了卫星编队星座对地面观测天文学的潜在威胁,目前正在建造的大规模的卫星群,可以用来支持导航、大地测量、电话和信息服务、宽带互联网、天气和气候监测、遥感等等。但很快,数以万计的这些卫星将照亮夜空,对地面天文学的运行环境构成威胁。
当我们处于卫星星群爆炸性增长的同时,天文学家、卫星工程师和政策制定者以及其他可能的利益攸关方应共同努力,为这一潜在的有价值的技术发展找到一条双方都能接受的道路----保护我们已拥有的环境,同时拓展我们在空间上的探索能力。
该文章2020年6月29日上线,原文链接:
Nat Astron (2020)
https://doi.org/10.1038/s41550-020-1141-0
文字:唐湘琴、尚志平、张馨玥
编辑:姜旭晨