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马斯克星链计划遇挫 太阳活动致卫星加速坠落

2025-06-18 14:14:11 来源:新华网

埃隆·马斯克的太空探索技术公司(SpaceX)发射的“星链”卫星近期出现大量坠落现象。这些卫星于2019年首次发射,2020年有2颗卫星坠落,随后几年坠落数量迅速增加。2020年至2024年间,“星链”共损失583颗卫星。

美国国家航空航天局(NASA)戈达德太空飞行中心的科学家团队对此进行了深入调查,发现“星链”正面临一个意想不到的威胁:太阳活动。太阳每11年经历一次周期性的活动增强阶段,这个周期中,太阳风暴和耀斑的频率与强度会随之波动,影响地球的电离层和高层大气结构。太阳活动增强会剧烈加热地球电离层,尤其是基层区域,导致地球大气的顶层电离层膨胀、密度上升,使高层大气阻力成倍增加。这种阻力虽小,但因卫星运行速度高达每秒7.8公里,依然能对其产生显著影响。

来自NASA的三位科学家分析了2020年至2024年间坠落地球的523颗“星链”卫星在不同太阳活动水平下的轨道变化。研究表明,本周期太阳表现出比上一周期更为剧烈的活动。每颗“星链”卫星原本设计的轨道寿命约为5年,但在2024年这一轮太阳活动增强的阶段,部分卫星从280公里参考高度下降至重返大气层高度的过程所用时间比平时少了10到12天。当太阳活动增强时,引发地磁风暴,高层对卫星的气阻更大,让卫星加速减速,轨道衰减加剧,最终更快地坠入大气层烧毁。

低轨卫星更容易受到太阳活动影响,关键在于大气密度随高度的急剧变化。在一百多公里到两三百公里的高度,大气密度差异非常大,对低轨飞行的卫星来说,阻力变化也非常大。而高轨道上的卫星所处环境大气更为稀薄,受太阳活动扰动的影响要小得多。

一部分“星链”卫星之所以在发射后不久就提前坠毁,不仅因为太阳活动增强造成的大气密度上升,还与它们在初始轨道上的飞行姿态密切相关。“星链”卫星采用电推进方式,依赖太阳能帆板发电来驱动电推进装置。然而,其轨道并非太阳同步轨道,轨道面与太阳的相对角度会随时变化。卫星在刚进入轨道时通常处于较低高度,需要展开太阳能板朝向太阳吸收能量。但在某些情况下,太阳的位置恰好与卫星的飞行方向一致,导致太阳能板“迎风前行”,增加了阻力。在太阳活动增强、大气变“浓”的时期,卫星受到的阻力更大,还没来得及升高到工作轨道,就因减速过快提前坠入大气层烧毁。

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