近期,美国马里兰大学与美国航空航天局戈达德太空飞行中心联合团队发布论文,指出由于太阳活动加剧,埃隆·马斯克旗下SpaceX发射的星链卫星正比预期更快地坠入地球大气层。
数据显示,2020 -2024年,共有1190颗低地球轨道卫星坠落,其中583颗为星链卫星。2024年,有316颗星链卫星在大气层中烧毁。研究发现,卫星坠落与太阳活动周期 密切相关。自2019年第25太阳活动周开启,太阳活动水平逐步攀升,目前已进入高峰期。
中国科学院太阳活动与空间天气全国重点实验室相关负责人表示,在无额外动力时,热层大气的拖曳作用会使航天器机械能减少,轨道高度下降,最终陨落入大气层。商业航天平台公司中科天塔CTO董卫华称,太阳风暴会使卫星比理论上减少20%的寿命。
为何太阳活动会导致卫星坠落?太阳活动遵循约11年的周期性规律,在极大期,太阳喷发活动增强,可能引发地磁暴。地磁暴会加热地球大气层,导致大气层向外膨胀,增加卫星飞行的阻力,从而加速卫星再入速度。
研究还发现,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。这可能是因为弱磁暴持续时间长,会缓慢“侵蚀”轨道。
此外,太阳活动 不仅会加速卫星轨道衰减 ,还会显著影响卫星轨道预报精度。太阳活动频繁时,卫星轨道预报误差会大幅增加。
幸运的是,现代科技已能预测电磁暴。我国建立了空间天气监测预警系统,如子午工程等,对太阳活动、地磁暴等进行实时监测和预警。科研人员在卫星设计上也采取了抗辐射设计等措施,提高卫星对空间环境的适应性。
为何坠落的卫星近一半是星链卫星?原因在于星链是低轨道卫星星座项目,其最低轨道高度约300多公里,受大气拖曳力影响大。相比之下,我国的星网轨道高度在1000公里及以上,卫星轨道衰减影响相对较小。
星链卫星设计使用寿命约为5年,截至2025年5月30日,共有7578颗星链卫星在轨道上运行。若要全部更换4.2万颗星链卫星,耗资巨大。这引发了人们对星链是否会成为财务黑洞的质疑。不过,当地时间6月3日,马斯克透露,预计SpaceX今年收入将达约155亿美元。