據參考消息,俄羅斯《共青團真理報》網站6月8日報道,埃隆·馬斯克的太空探索技術公司發射的“星鏈”衛星接連墜落。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“衛星雨”進行了研究。
“星鏈”損失了583顆衛星
發生了什么
太空探索技術公司于2019年首次發射“星鏈”衛星,2020年就有衛星墜落。但鑒于馬斯克發射的“星鏈”衛星數量龐大,起初的墜落數量還在合理范圍內。2020年僅墜落了兩顆衛星。但在2021年,墜落數量飆升至78顆。此后兩年,墜落衛星數量基本保持在這個水平(2022年墜落99顆,2023年墜落88顆)。但去年情況發生了奇怪的變化:316顆衛星在大氣層中燒毀。至此,“星鏈”共損失583顆衛星。大約每15顆衛星中就有一顆墜落,到底發生了什么?
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)
研究小組將衛星墜落的時間與各種自然現象進行對比,發現衛星墜落與太陽活動存在明確的關聯。
研究報告指出:“我們清楚地發現,當前太陽活躍度的增強對‘星鏈’衛星墜入大氣層產生了顯著影響。這是一個研究衛星軌道阻力的絕佳時期,因為在本輪太陽活動高峰期,地球低軌衛星的數量達到了人類歷史上的最高水平。”
“星鏈”衛星的發射始于2019年,當時處于太陽活動的低谷期。NASA的統計顯示,去年是太陽活動的高峰期。
太陽活動的周期約為11年。當太陽表面出現許多黑子時,會發生強烈的爆炸和太陽耀斑。太陽風通過日冕洞向外噴發,其中一部分物質會朝地球方向飛去,引發磁暴。當太陽等離子體到達地球并引發磁暴時,還會產生另一種效應——一種對上層大氣的加熱現象。大氣層被加熱后會膨脹,衛星會感受到更大的飛行阻力,從而脫離軌道,最終墜落。
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。
研究發現:太陽活動正殺死“星鏈”衛星
據英國《新科學家》周刊網站5月27日報道,太陽的噴發活動正在縮短地球軌道上衛星的壽命,尤其是像太空探索技術公司“星鏈”這樣的大型衛星。這既可能帶來好處,也引發了一些擔憂。
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”,最近一次出現在2024年年底。在極大期,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,增加了衛星飛行的阻力。
美國國家航空航天局位于馬里蘭州戈達德太空研究所的丹尼·奧利韋拉及其同事目前已針對“星鏈”衛星所受的影響展開了調查。他表示:“我們發現,當地磁風暴發生時,衛星的再入速度比(無太陽活動時)要快。”研究人員稱,在太陽極大期,衛星的壽命最多可能縮短10天。
這一效應如今才開始顯現,原因在于衛星發射數量激增,尤其是太空探索技術公司的發射活動。目前,已有7000多顆“星鏈”衛星環繞地球運行,為地面提供太空互聯網服務。這一衛星矩陣還在持續增加新的衛星,幾乎每周都有發射任務。太空探索技術公司計劃未來讓軌道上的衛星數量超過3萬顆。
但每周也有幾顆衛星再入大氣層,整個星座處于持續更新的狀態。奧利韋拉說:“這是人類歷史上首次出現如此多衛星同時再入的情況。”2020年至2024年間,跟蹤記錄發現,有523顆“星鏈”衛星再入大氣層。奧利韋拉說:“再過幾年,我們可能每天都會有衛星再入。”
部分“星鏈”衛星在壽命終結時會有意降低軌道,使其進入大氣層;另一部分衛星則在失效后在大氣阻力下自然墜落。奧利韋拉發現,在近期最嚴重的地磁事件期間,有37顆“星鏈”衛星再入大氣層,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天以上縮短至約5天。
加拿大里賈納大學的薩曼莎·勞勒說:“這是我們在超大星座時代經歷的首個太陽極大期,因此開展這些測量工作至關重要。”
英國伯明翰大學的肖恩·埃爾維奇表示,這種效應可能對太空探索技術公司等衛星運營商有利,因為它能更快地清除軌道上的報廢衛星,否則這些報廢衛星可能會對其他衛星構成威脅。他說:“這一過程正在加快。”不過,這可能會限制我們在低于400公里的軌道(即“極低地球軌道”)上運行衛星的能力。他還說:“這表明該領域可能面臨挑戰。”
奧利韋拉認為,衛星更快再入大氣層,還有可能導致其無法在地球大氣中完全燒毀。他說:“可能會有物體墜落至地面。”
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。勞勒居住在薩斯喀徹溫省,她擔心可能有更多衛星碎片墜落到了其他地方。
她說:“這里是全球最容易發現‘星鏈’碎片的地方。”因為這片土地地勢平坦開闊,且處于該衛星星座軌道密度最高的區域下方。“既然我們在這里發現了一塊(碎片),那還有多少是我們沒找到的呢?”
太空探索技術公司未對置評請求作出回應。
來源:浙江新聞綜合@環球時報、參考消息
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