Starlink 和 OneWeb 等通信卫星的数量不断增加，对基于地球的天文设施构成了挑战。 由于此类星座不会很快消失，天文学家希望找到解决这个问题的方法。
考虑到未来几年可能会将成千上万的低地球卫星 (LEOsats) 放置在近地轨道上，这并不容易。 那么，解决方案是什么？
卫星条纹，以及可以做什么
LEOsats 从地球上特别可见，因为它们反射阳光。 这在黄昏时尤为明显。 当它们在天空中移动时，会在望远镜图像中留下条纹。 来自天文学和卫星运营商社区的人们正在共同努力解决这个复杂的问题。 人们提出了“将卫星涂成黑色”的想法，以限制它们的能见度。 而且，SpaceX 已经实现了这一点。
LSST 联盟指出，如果它们都可以变暗到 7 等，它们将远低于最终图像的饱和度。 但是，如果运营商不同意这样做，那并不能完全解决问题。
其他建议包括“掩盖”天文图像中的条纹。 或者，也许天文台可以“围绕”入侵进行编程。 后两种解决方案都是可行的，但它们都存在挑战。 特别是，为了在观测期间解决卫星的出现问题，设施需要极其精确的轨道元素。 根据天文学家 Peter Yoachim（华盛顿大学）的说法，他最近与人合着了一篇关于卫星缓解的论文，了解这些轨道很重要。 “我不知道公司在共享 TLE（两行元素）方面做得怎样，”他说，并指出或者他的团队在规避算法方面的工作，他生成了自己的 TLE。
维拉鲁宾天文台和 LSST
那么，天文台能否围绕这些通道进行编程？ 也许。 让我们看一个真实的世界 example. 维拉鲁宾天文台是最新上线的设施之一。 这是一架最先进的望远镜，即将承担一项巨大的项目。 该计划称为时空遗留调查 (LSST)，它将在十年内调查整个南部天空。 它的结果应该让天文学家对宇宙的结构和演化有独特的见解。 不幸的是，LSST 项目中越来越多的 LEOsats 可能会威胁到它的发现。
VRO 科学家通过模拟估计卫星将严重影响 LSST 观测。 他们基于观察节奏并假设全面部署 42,000 颗 SpaceX 卫星。 多达 30% 的 LSST 图像至少包含一条条纹。 现在，将其推断为 400,000 颗 LEOsats 的星座。 大多数图像都会有可见的条纹，其中一些很亮。
Yoachim 指出，他们首先关心的不一定是亮度。 更多的是寻找尽可能避免条纹的方法。 他说：“基本上，只要它们足够微弱，不会使我们的像素饱和，就应该不太难掩盖它们。” “理论上，更亮的卫星可能需要稍大的遮罩（或导致需要校正的额外串扰），但这并没有太大区别。”
这一系列 Starlink 条纹是在 11 月 12 日至 13 日晚上使用 Cerro Tololo 美洲天文台（位于智利）的全天空相机拍摄的。 维拉鲁宾天文台可能面临类似的卫星星座观测入侵。 图片来源：NOIRLab。
去除条纹来拯救？
现在，在许多情况下，天文学家可以去除条纹。 但是，这也会降低其余像素中的信噪比。 特别亮的那些，例如由 BlueWalker 3 测试平台创建的那些，实际上可以使探测器像素饱和。 这些条纹渗入其他像素，抹掉整列，实际上“烙印”了一个持久的图像。
然而，当天文学家必须屏蔽成千上万个时，屏蔽并不是很有效。 掩盖条纹也有可能引入影响科学质量的其他错误。
我们可以“不看”卫星吗？
那么，怎样对天文台进行编程，使其在卫星经过期间简单地避免注视天空呢？ 这很复杂。 Yoachim 所在的团队模拟了目前计划中的 Starlink 和 OneWeb 星座（约 40,000 个）的轨道，以测试拟议的 Rubin 调度程序。 这个想法是以某种方式“安排”五花八门的入侵。
据 Yoachim 说，这并非没有问题。 并不是所有的星座都在同一个地方运行。 “这可能存在问题，因为 OneWeb 一直在使用更高海拔的轨道，这使得他们的卫星被太阳照射的时间更长，直到深夜，”他说。 他还指出，Starlink 等较暗的卫星不会造成同样的问题。 “对于 Starlink 来说，即使它们组成了一个巨大的星座，所有可能可见的卫星都将在我们标称观测时间的 64% 中处于地球的阴影中。在更高的位置，OneWeb 只有 30% 的时间都处于阴影中。”
BlueWalker 3 等非常明亮的轨道平台的兴起带来了像素饱和的问题。 好消息是围绕 BlueWalker 3 pass 安排观察是一种可能的解决方法。 BlueWeb 的母公司 AST Spacemobile 也在与天文学家合作，以减轻该系统对光学和射电望远镜的影响。
不顾卫星继续前进
该团队的模拟结果显示，在避免 VRO 的许多入侵方面有一定的希望。 在天文台的照明卫星调度程序中添加加权项可以减少观测中的条纹数量，但不能解决数据丢失的问题。 而且，还有其他技术挑战。 但是，添加亮度权重的想法允许天文学家选择一个亮度阈值并只添加超过它的亮度。
作者总结道：“有可能根据卫星预报计算一系列观测的最佳起始位置，以进一步优化卫星回避。最后，由于微弱轨迹检测和掩蔽并不完美，因此没有卫星回避策略可以有效减轻微弱闪光以及由此产生的虚假警报。”
最后，任何规避计划都需要良好的轨道数据。 尽管 VRO 离“上天”还有一段时间，但 Yoachim 指出需要准确的 TLE。 “如果我们有来自运营商的良好 TLE，我们的计划只会在现实生活中起作用，”他说。
