據英國《獨立報》和新德里電視臺等外媒報道，太陽風暴活動日益頻繁，正在影響地球衛星，尤其是馬斯克旗下太空探索技術公司（SpaceX）的“星鏈”衛星一段時間來接連墜落。

5年間，583顆“星鏈”衛星墜毀

由美國國家航空航天局（NASA）戈達德航天中心的物理學家丹尼·奧利維拉領導的研究小組對此進行了研究，近日還在國際學術期刊Frontiers上發表了名為《在第25太陽活動周期上升階段追蹤星鏈衛星的再入過程》的論文。

這里的“再入”，在航天航空領域指的是衛星在結束任務后退役或是出現故障的情況下墜落，重新進入地球大氣層的過程。衛星在墜落的階段有可能因為與大氣層摩擦而燃燒殆盡，未能燃燒完全的殘骸也可能墜落至地面、海面。

2019年開始，SpaceX開始向近地軌道發射星鏈衛星，而當時正處于太陽活動的低谷期。該論文指出，在最初的三年中，星鏈衛星的墜落數量相對較低，2020年有兩顆衛星墜落，2021年墜落了78顆，2022年墜落99顆，2023年墜落了88顆衛星。到了2024年，墜落數量則達到了“驚人的316顆”。

從2020年至2024年期間，共有1190顆低地球軌道衛星墜落。丹尼·奧利維拉等人在論文中指出，“其中583顆衛星為星鏈的衛星，將近一半?！蹦壳?，地球軌道上共有超過7000 顆“星鏈”衛星，SpaceX還計劃將“星鏈”的規模擴大到3萬顆衛星。

據了解，星鏈衛星是SpaceX旗下的“全球衛星寬帶”項目，該項目計劃為包括偏遠地區在內的全球“任何地方”提供衛星寬帶。由于SpaceX研發出的獵鷹火箭具備相對低成本和強大運力，星鏈衛星可以頻繁發射，一次發射可以將幾十顆衛星送上太空。在升空后，有不少星鏈衛星會主動進行升軌操作，這是因為火箭發射升空后，星箭分離的軌道高度較低，所以需要衛星自主升軌。

▲資料圖片：2024年6月23日，在美國加利福尼亞州恩西尼塔斯拍攝的照片顯示，搭載著“星鏈”衛星的“獵鷹9”火箭從范登堡太空軍基地發射升空。（新華社）

衛星墜落與太陽活動加強有關

對于星鏈衛星墜落的實際原因，論文明確指出，當前太陽周期的強太陽活動已對星鏈衛星再入產生顯著影響。他們得出結論：“地磁活動越強，衛星再入（也就是墜落至地球大氣層）的速度越快。”丹尼·奧利維拉等人同時指出，通過研究2020年-2024年地磁活動對于星鏈衛星墜落的影響，他們認為第25太陽上升周期比此前的太陽活動周期更為強烈。

天文研究發現，太陽活動遵循11年的周期規律，其活動峰值期被稱為“太陽極大期”。美國航空航天局（NASA）近幾個月的衛星測量結果表明，太陽活動自2019年12月以來開始增加，確認進入第25周期，預計會在今年7月達到極大期——在此期間，太陽噴發活動增強，可能引發地磁風暴，而地磁風暴會加熱地球大氣層，導致大氣層向外膨脹，增加衛星飛行的阻力，這也會導致衛星脫軌而發生墜落。

實際上，自2024年起，太陽活動活躍程度不斷增強，高級別地磁暴日趨頻繁。在太陽極大期，衛星的壽命最多可能縮短10天，軌道高度低于300公里的衛星再入大氣層的時間從原本的15天以上縮短至5天左右。衛星專家表示，這些因素在微小衛星研制時會納入考慮范圍，并采取相應措施，例如在太陽極大期使用推進器保持軌道高度等。

由于“星鏈”衛星需要提供通信服務，其軌道高度較低。據估計，這種軌道上的衛星平均壽命為5年。盡管這一現象總體上可以理解，但仍有許多謎團。例如，研究報告指出，70%的衛星并非在強磁暴期間墜落，而是在中等磁暴和弱磁暴期間墜落。這很可能是因為弱磁暴通常持續時間更長，會緩慢地“侵蝕”軌道，將衛星推向不可避免的結局。

“星鏈”衛星折損率仍處于正常范圍

國內衛星專家表示，目前“星鏈”衛星的折損率仍處于正常范圍，不過近兩年太陽活動日趨活躍，對衛星墜落也產生了一定影響。鑒于“星鏈”迄今已發射超過7300顆衛星，目前墜落衛星數量不到總數的1/10，這個折損率處于正常范圍內。

業內專家分析，前幾年“星鏈”升空的衛星數量較少，因此墜落也少，現在組網衛星總數增長迅速，墜落衛星的絕對數量就顯得突出，但這并不意外。一般而言，低軌微小衛星的壽命為5年，早期發射的不少衛星已達到壽命年限，不能再提供服務，也會主動離軌墜落。

商業航天要有預案應對衛星脫軌問題

那些在太空中墜落的衛星，最終會是什么下場？對此，美國聯邦航空管理局（FAA）在2023 年就預想過這個問題。彼時，FAA呈交給美國國會的報告顯示， SpaceX的衛星系統存在“嚴重風險”，會導致航空事故和人員傷亡。

丹尼·奧利維拉指出，衛星在再入大氣層的過程中，有可能導致其無法在地球大氣中完全燒毀，會有物體墜落至地面。

FAA的報告數據稱，至2035年，星鏈計劃中所用到的運載火箭和衛星將產生大量殘骸。這其中2.8萬塊的殘骸有可能沖破大氣層、砸向地面。屆時，地球上平均每兩年就會有一個人“被殘片砸死或砸傷”。

2024年8月，在加拿大薩斯喀徹溫省的一個農場，人們發現了一塊2.5公斤重的“星鏈”衛星碎片。據太空探索技術公司稱，這是已知的唯一一塊在再入過程中落地的“星鏈”衛星碎片。

此外，衛星大批墜落不僅增加太空垃圾、威脅其他航天器安全，維修、補充衛星也需要投入大量資金，影響服務穩定性。另外，全球已有眾多類似低軌衛星互聯網項目涌現，市場競爭日益激烈。

一位國內商業衛星企業的高管透露，國內商業衛星的使用壽命會比SpaceX的衛星使用壽命長2-3年左右，“但在未來，我們都需要面臨衛星脫軌的問題，風險是一定存在的，政府和企業都需要有相應的預案。”

來源：參考消息、第一財經、文匯報、國際在線

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