在商业航天领域,埃隆・马斯克的太空探索技术公司(SpaceX)及其“星链”计划一直是备受瞩目的存在。该计划旨在打造全球规模最大的近地轨道卫星互联网星座,为全球用户提供高速互联网接入服务,构建起从卫星制造、发射、运营到服务的完整商业闭环。
然而,但是不少媒体6月9~11日报道“星链”卫星却遭遇了“大批坠落”的事件。乍一看这的确让人十分惊讶。
研究显示太阳风竟是这一事件的“肇事者”,就是说太阳风吹拂到地球附近时,对星链卫星造成了损害,或导致其改变轨道,也有可能是太阳风中的等离子流直接导致其出现故障。
星链卫星“大批坠落”?数据背后的严峻现实
SpaceX于2019年首次发射“星链”卫星,2020年便已有卫星坠落。尽管当时“星链”卫星发射数量庞大,但起初的坠落数量还在合理范围内,2020年仅坠落了两颗卫星。然而,从2021年开始,坠落数量急剧上升,当年飙升至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。但去年情况发生了显著变化,多达316颗卫星在大气层中烧毁。
而截止到2024年底,“星链”已累计损失583颗卫星,大约每15颗卫星中就有一颗坠落。但是如今又已经过去半年了,即便按照去年的平均坠落量来看,如今的星链卫星的坠落总数量也在700颗以上。
但实际上这并不影响星链的正常运营,因为正在运营状态的星链卫星足够多。
根据网络上的最新报道,截至2024年10月底,SpaceX已发射的“星链”卫星总数已达7213颗,如今的数量当在7500颗以上。但截止到去年底,星链在轨运营的卫星在6350颗左右。部署和运营数量的差别,应该是有些卫星因为坠落、故障等状况导致的。
星链卫星计划部署4万多颗。如此大规模的卫星部署,原本是SpaceX构建全球卫星互联网星座的重要一步,虽然星链已经坠落了数百颗,但不影响其运营。
而且坠落的数百颗星链卫星并不是短时间出现的现象,而是长达数年,即使是2024年坠落318颗,也是在长达一年的时间中才达到的数量,不足以影响运营。
更何况星链发射上长的数量也大大超过了其掉落的数量,所以星链的互联网功能仍在改善,效果也会更好。
所以,只强调“星链大批掉落”的说法并不妥,它又不是短时间掉落的,这种说法不合适。
但毕竟卫星的坠落星链卫星数量不少,所以这一现象仍然给这一宏伟计划带来了挑战。
太阳风:星链卫星坠落的“幕后黑手”
研究小组将卫星坠落的时间与各种自然现象进行对比后发现,卫星坠落与太阳活动存在明确的关联。研究报告明确指出:“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。”
太阳活动具有周期性,2019年“星链”卫星发射时处于太阳活动的低谷期,而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。
与此同时,还会产生一种对上层大气的加热现象。大气层被加热后会膨胀,卫星在飞行过程中会感受到更大的阻力,从而脱离轨道坠落。
低轨道星链卫星:为何易被太阳风吹落?
“星链”卫星需要在低轨道运行以提供通信服务,其轨道高度较低,据估计,这种轨道上的卫星平均寿命为5年。低轨道卫星之所以容易被太阳风吹落,主要有以下几方面原因:
大气阻力影响显著
低轨道卫星距离地球较近,处于地球大气层的边缘区域。虽然这里的大气密度相对较低,但并非完全真空。当太阳活动增强,大气层被加热膨胀后,大气密度会显著增加。卫星在飞行过程中会不断与大气分子发生碰撞,从而受到更大的阻力。这种阻力会逐渐消耗卫星的动能,使其轨道高度不断降低,最终坠入大气层烧毁。
轨道维持难度大
低轨道卫星的轨道维持需要精确的计算和调整。由于受到大气阻力、地球引力摄动等多种因素的影响,卫星的轨道会不断发生变化。在正常情况下,卫星需要依靠自身的推进系统进行轨道修正,以保持稳定的轨道。然而,当太阳活动引发的大气阻力突然增大时,卫星的轨道变化速度会加快,轨道维持的难度也会大幅增加。如果卫星的推进系统无法及时有效地进行轨道修正,卫星就会逐渐偏离预定轨道,最终坠落。
卫星自身设计因素
为了降低成本和提高发射效率,“星链”卫星在设计上采用了一些相对简单和轻量化的方案。虽然这有助于降低卫星的制造成本和发射成本,但也使得卫星在面对复杂的外界环境时,抵抗能力相对较弱。
例如,卫星的推进系统可能无法提供足够的推力来进行大规模的轨道调整,卫星的结构也可能无法承受因大气阻力增大而产生的额外应力。
星链卫星坠落的影响与挑战
卫星坠落不仅增加了太空垃圾的数量,对其他航天器的安全构成了严重威胁,维修和补充卫星也需要投入大量资金,这无疑会影响“星链”服务的稳定性。此外,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。在这样的背景下,“星链”卫星的大批坠落无疑会让SpaceX在市场竞争中面临更大的压力。
马斯克的“星链”卫星“大批掉落”事件,为我们揭示了商业航天领域面临的复杂挑战。太阳风这一自然因素对低轨道卫星的影响,凸显了航天技术在应对自然环境变化方面的脆弱性。
未来,SpaceX需要在卫星设计、轨道维持、太空垃圾清理等方面采取更加有效的措施,以应对这一挑战,确保“星链”计划的顺利推进。同时,这一事件也为全球商业航天领域的发展提供了宝贵的经验教训,促使各国和企业更加重视航天技术的可靠性和安全性。
消息《新华网》6月10日报道《马斯克的“星链”卫星大批坠落焚毁,583颗已坠落地球》
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