Starlink卫星正努力解决反射光问题
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Starlink卫星正努力解决反射光问题,SpaceX因其Starlink卫星妨碍观测而受到天文学家的批评,将与天文学界合作解决这个问题。Starlink卫星正努力解决反射光问题。
SpaceX 公布了一份名为《卫星运营商亮度缓解最佳实践》的文件,概述了它如何与天文学界合作减少光污染,是如何降低 Starlink 卫星亮度的。
自从星链卫星上天以来,SpaceX 就常常会因为其 Starlink 卫星的亮度而受到天文学家的批评和谩骂。
SpaceX 指出,通过合作,它已经确定并减轻了卫星亮度的关键原因。该公司正在努力使卫星在其标准运行高度时实现“对肉眼不可见”的效果。
SpaceX 强调,天文学界的工作不仅很重要,而且将继续与他们合作,以减少对所有卫星运行的影响。“作为一家太空探索公司,SpaceX 是天文学和科学界的坚定支持者。”
据介绍,SpaceX 在其星链卫星上加强了镜面设计,避免光的漫反射。SpaceX 也指出,并非所有材料都具有高反射性,有些材料可以吸收或使反射的光不那么明亮。
此外,SpaceX 还使用了遮阳板和射频透明镜膜等设计来降低阳光散射的问题。
对于第一代卫星,SpaceX 还特意开发了遮阳板。据介绍,它们是工程师特意开发的一种对无线电频率不可见的材料制成的。
除此之外,SpaceX 还开发了 RF 透明镜膜作为遮阳板的替代品。薄膜可以将大部分阳光从地球上散射出去。SpaceX 表示,它一直在改进其镜膜,以减少反射回地球的光。
值得一提的是,相比第一代卫星,SpaceX 还改进了其电池间的支撑材料。简单来说就是把白色材料改为深红色材料。缺点是材料变暗会增加太阳能电池阵列的温度,从而降低性能。
SpaceX 指出,其第二代卫星将为 Starlink 网络增加更多容量;支持更多地方的更多用户使用。
第二代卫星将使用三种先进的亮度技术,例如介质镜膜,可以把亮度降低 90%。
SpaceX发布了一份题为《卫星亮度缓解最佳实践》的文件,概述了该公司如何与天文学界合作减少光污染,SpaceX因其Starlink卫星妨碍观测而受到天文学家的批评。埃隆·马斯克和SpaceX的团队不仅听取了这些批评,而且正在积极回应,与天文学界合作解决这个问题。SpaceX指出,通过合作,他们已经确定并缓解了卫星“发光”的关键原因。
如果卫星在夜间被太阳照亮,地球上的观测者就可以看到它们。然而,任何卫星的可见度都取决于其表面使用的材料,由于卫星本身不发光,因此亮度是由自然阳光从卫星表面散射并反射到地球的结果。光可以以两种不同的方式散射:镜面反射或漫反射。
SpaceX正在投资镜面反射曲面技术,镜面反射光就像镜子一样,是以单个角度反射的,而漫反射光从多个角度反射,SpaceX指出,并非所有材料都具有高反射性,有些材料具有吸收性,可以使反射的光亮度大大降低。
对于第一代卫星,SpaceX开发了遮阳板,可以阻止阳光照射机箱(卫星主体)的底部。这些遮阳板由工程师开发的对射频不可见的材料制成。然而,遮阳板阻挡了SpaceX的激光链路,此外,这个遮阳板也对卫星产生了显著的阻力。因此,遮阳板不是一个长期解决方案。
所以SpaceX开发了射频透明反射膜,作为遮阳板的替代品,SpaceX表示,他们一直在改进其反射膜,以减少向地球散射光线,他们计划在其下一代卫星上部署新的改进版本的反射膜。
SpaceX对其第一代卫星所做的另一项更改涉及结构间支撑材料。该材料最初为白色,但SpaceX将其改为暗红色,从而降低了卫星的亮度。缺点是材料变暗会提高太阳能电池板的温度,从而降低性能。不过没关系,SpaceX有办法解决这个缺点。
SpaceX表示,第二代卫星将使用以下三种先进的亮度技术,其中介质反射膜是重点。SpaceX将用第二代介质反射膜覆盖卫星底部,薄膜的核心是一个布拉格反射镜,包括许多具有各种折射率的塑料薄层,这些折射率在内部形成干涉图案以反射光,它还允许无线电波顺利通过。
添加了二氧化钛和二氧化硅的保护层,以在不影响膜本身的薄纯层中保护膜结构。SpaceX在文件最后强调,天文学界的工作非常重要,我们会继续与他们合作,以减少所有卫星的影响。
太空探索公司SpaceX发表了一份题为《卫星运营商亮度缓解最佳做法》的文件,概述了它如何与天文界合作以减少光污染。SpaceX因其Starlink卫星的亮度而受到天文学家的批评。埃隆-马斯克和SpaceX的团队不仅听取了批评意见,而且正在积极回应,与天文学界合作解决这个问题。
SpaceX指出,通过合作,它已经确定并减轻了造成卫星亮度的关键原因。该公司正在努力使卫星在其标准运行高度时不被肉眼看到。
如果卫星在夜间被太阳照亮,它们可以被地球上的观察员看到。然而,任何卫星的可见性取决于其表面使用的材料。
由于卫星不发射自己的光,亮度来自于自然阳光从卫星表面散射并反射到地球。光线可以以两种不同的方式散射:镜面或漫射。
SpaceX正在投入资金对镜面进行重新设计,镜面光是以单一角度反射的,就像一面镜子,漫射光从许多角度反射。上面的图片显示了镜面光散射和漫反射光散射的区别。
SpaceX公司指出,并非所有的材料都是高反射性的,有些材料是可吸收光,或使反射的光线变得更不明亮的。
为了解决这个问题,SpaceX为其目前的第一代卫星提出了缓解方案。
遮阳板与射频透明镜面薄膜
对于第一代卫星,SpaceX已经开发了遮阳板,阻止阳光照射到底盘(卫星主体)的底部。然而,遮阳板阻挡了SpaceX用来将覆盖范围扩大到世界偏远地区的激光链接。此外,遮阳板对卫星产生了巨大的阻力。因此,SpaceX确定遮阳板不是一个长期解决方案。
随后SpaceX开发了射频透明镜面薄膜作为遮阳板的替代方案,这种薄膜将大部分阳光散射开来,公司还在持续改进其镜面薄膜,以减少散射回地球的.光线,计划在其下一代卫星上部署一种新的和改进的薄膜。
SpaceX对其第一代卫星所做的另一个改变涉及到单元间的背衬材料。该材料最初是白色的,但SpaceX将其改为暗红色,降低了阵列的亮度。
缺点是,材料的变暗会增加太阳能电池阵列的温度,从而降低性能。然而,SpaceX将采用许多像这样的设计来降低卫星的亮度。
用于Starlink卫星的电介质镜膜
SpaceX指出,其第二代卫星将为Starlink网络增加更多容量;在更多地方连接更多的人。
第二代卫星将使用以下三种先进的亮度技术,最重要的是介质镜膜。SpaceX将用第二代电介质镜膜覆盖卫星的底部。这个版本通过使用双向反射分布函数(BRDF)指标,将观察到的亮度降低,比第一代薄膜好十倍。
您可以在下面的图表中看到用于降低能见度的BRDF,SpaceX公司分享它是如何使Starlink卫星的亮度降低的。
通过广泛的研究和迭代,SpaceX将薄膜的镜面散射最大化。该薄膜的核心是一个布拉格反射镜,包括许多薄薄的塑料层,这些塑料层具有各种折射率,在内部形成干扰模式来反射光线。
它还允许无线电波毫无问题地通过。SpaceX还为其添加了二氧化钛和二氧化硅的保护层,以保护薄膜的薄而纯净的层,使其不影响薄膜本身。
下面是第一代和第二代反射镜膜的对比:
SpaceX计划在Starlink网站上将电介质镜面膜作为产品提供。原因是SpaceX不能靠自己减少卫星对太空探索的影响。
该薄膜将以成本价提供,所有运营商将能够使用它来减少类似卫星星座的影响。
SpaceX强调,不仅天文学界的工作很重要,而且它将继续与他们合作,以减少所有卫星运行的影响。
"SpaceX致力于通过Starlink连接尽可能多的人,改善地球上数百万人的生活。作为一家太空探索公司,SpaceX是天文学和科学界的坚定支持者。"
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