#创作挑战赛第八期#近日,美国企业家马斯克的太空探索技术公司(SpaceX)发射的 “星链” 卫星接连坠落,引发外界关注。由美国国家航空航天局(NASA)戈达德航天中心的物理学家丹尼・奥利维拉领导的研究小组分析认为,卫星坠落与太阳活动存在明确的关联。
据俄罗斯《共青团真理报》网站报道,太空探索技术公司于 2019 年首次发射 “星链” 卫星,2020 年就有卫星坠落。起初的坠落数量还在合理范围内,但 2021 年坠落数量飙升至 78 颗,此后两年基本保持在这个水平(2022 年坠落 99 颗,2023 年坠落 88 颗)。然而,去年情况发生了奇怪的变化:316 颗卫星在大气层中烧毁。至此,“星链” 共损失 583 颗卫星,大约每 15 颗卫星中就有一颗坠落。
研究小组将卫星坠落的时间与各种自然现象进行对比,发现卫星坠落与太阳活动存在明确的关联。研究报告指出,当前太阳活跃度的增强对 “星链” 卫星坠入大气层产生了显著影响。这是一个研究卫星轨道阻力的绝佳时期,因为在本轮太阳活动高峰期,地球低轨卫星的数量达到了人类历史上的最高水平。“星链” 卫星的发射始于 2019 年,当时处于太阳活动的低谷期。NASA 的统计显示,去年是太阳活动的高峰期。

当太阳表面出现许多黑子时,会发生强烈的爆炸和太阳耀斑。太阳风通过日冕洞向外喷发,其中一部分物质会朝地球方向飞去,引发磁暴。当太阳等离子体到达地球并引发磁暴时,还会产生另一种效应 —— 一种对上层大气的加热现象。大气层被加热后会膨胀,卫星会感受到更大的飞行阻力,从而脱离轨道,最终坠落。由于 “星链” 卫星需要提供通信服务,其轨道高度较低,估计这种轨道上的卫星平均寿命为 5 年。
例如,研究报告指出,70% 的卫星并非在强磁暴期间坠落,而是在中等磁暴和弱磁暴期间坠落。这很可能是因为弱磁暴通常持续时间更长,会缓慢地 “侵蚀” 轨道。
在升空后,有不少星链卫星会主动进行升轨操作,这是因为火箭发射升空后,星箭分离的轨道高度较低,所以需要卫星自主升轨。

对于 “星链” 卫星接连坠落一事,英国伯明翰大学的肖恩・埃尔维奇表示,这种效应可能对 SpaceX 等卫星运营商有利,因为它能更快地清除轨道上的报废卫星,否则这些报废卫星可能会对其他卫星构成威胁。不过,这可能会限制我们在低于 400 公里的轨道上运行卫星的能力。他还说,这表明该领域可能面临挑战。
NASA 戈达德航天中心物理学家丹尼・奥利维拉则指出,卫星再入大气层的过程中,还有可能导致其无法在地球大气中完全烧毁。他说,可能会有物体坠落至地面。2024 年 8 月,在加拿大萨斯喀彻温省的一个农场,人们发现了一块 2.5 公斤重的 “星链” 卫星碎片。此外,卫星大批坠落不仅增加太空垃圾、威胁其他航天器安全,维修、补充卫星也需要投入大量资金,影响服务稳定性。另外,全球已有众多类似低轨卫星互联网项目涌现,市场竞争日益激烈。