萨里大学研究者测试了Vantablack 310涂层的太空性能。涂覆后卫星仅反射2%入射光,亮度低于国际天文学联合会推荐阈值。计划在CubeSat任务Jovian-1上进行在轨验证。

如何解决卫星光污染?涂上最黑的漆
澳大利亚沙漠拍摄的图像显示了人造卫星造成的日益严重的光污染

近地轨道上现在有超过1.4万颗人造卫星,还在快速增加。天文望远镜拍摄的长曝光图像上,一道道明亮划痕正在替代星光。萨里大学天体物理学家Astha Chaturvedi领导的团队没有停留在抱怨阶段,他们直接找到了一个物理上的解决方案:把卫星涂黑。

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两件相同的青铜铸件,其中一个已涂覆Vantablack 310

他们测试的是Vantablack 310,一种已知最黑的人造材料之一。实验室模拟显示,涂覆后的卫星仅反射2%的入射光。团队用物理模型推演了多种轨道条件下的表现,结果涂覆卫星最亮状态下的AB星等为6.7到7.0,恰好低于国际天文学联合会推荐的7等亮度阈值。作为对比,一颗未经处理的SpaceX卫星测出来是3.7等,这意味着它比涂黑卫星亮了将近20倍。研究也表明,Vantablack的效果不亚于甚至优于SpaceX自己推出的DarkSat和VisorSat降亮方案。

电子显微镜揭开了秘密:Vantablack 310表面形成了珊瑚状的空腔结构,光一旦进入就在无数微观陷阱中反复折射直到被完全吸收,几乎没有光子能逃出来。

团队也打了预防针。这只是在光学层面的实验室验证。太空环境里的热控行为、长期耐久性和飞行器系统整合都需要专门的热真空实验来确认。一次计划中的CubeSat任务Jovian-1将带着Vantablack涂层面板上天,完成第一次真实的在轨测试。天体物理学家Noelia Noel评价说,这项工作的价值在于"让讨论从发现问题和抱怨,真正转向寻找证据驱动的可行方案。"

原文:https://www.sciencealert.com/the-worlds-blackest-paint-could-stop-satellites-ruining-astronomers-views