在商業航天領域,埃隆?馬斯克的太空探索技術公司(SpaceX)及其“星鏈”計劃一直是備受矚目的存在。該計劃旨在打造全球規模最大的近地軌道衛星互聯網星座,為全球用戶提供高速互聯網接入服務,構建起從衛星制造、發射、運營到服務的完整商業閉環。
然而,但是不少媒體6月9~11日報道“星鏈”衛星卻遭遇了“大批墜落”的事件。乍一看這的確讓人十分驚訝。
研究顯示太陽風竟是這一事件的“肇事者”,就是說太陽風吹拂到地球附近時,對星鏈衛星造成了損害,或導致其改變軌道,也有可能是太陽風中的等離子流直接導致其出現故障。
星鏈衛星“大批墜落”?數據背后的嚴峻現實
SpaceX于2019年首次發射“星鏈”衛星,2020年便已有衛星墜落。盡管當時“星鏈”衛星發射數量龐大,但起初的墜落數量還在合理范圍內,2020年僅墜落了兩顆衛星。然而,從2021年開始,墜落數量急劇上升,當年飆升至78顆,此后兩年基本保持在這個水平,2022年墜落99顆,2023年墜落88顆。但去年情況發生了顯著變化,多達316顆衛星在大氣層中燒毀。
而截止到2024年底,“星鏈”已累計損失583顆衛星,大約每15顆衛星中就有一顆墜落。但是如今又已經過去半年了,即便按照去年的平均墜落量來看,如今的星鏈衛星的墜落總數量也在700顆以上。
但實際上這并不影響星鏈的正常運營,因為正在運營狀態的星鏈衛星足夠多。
根據網絡上的最新報道,截至2024年10月底,SpaceX已發射的“星鏈”衛星總數已達7213顆,如今的數量當在7500顆以上。但截止到去年底,星鏈在軌運營的衛星在6350顆左右。部署和運營數量的差別,應該是有些衛星因為墜落、故障等狀況導致的。
星鏈衛星計劃部署4萬多顆。如此大規模的衛星部署,原本是SpaceX構建全球衛星互聯網星座的重要一步,雖然星鏈已經墜落了數百顆,但不影響其運營。
而且墜落的數百顆星鏈衛星并不是短時間出現的現象,而是長達數年,即使是2024年墜落318顆,也是在長達一年的時間中才達到的數量,不足以影響運營。
更何況星鏈發射上長的數量也大大超過了其掉落的數量,所以星鏈的互聯網功能仍在改善,效果也會更好。
所以,只強調“星鏈大批掉落”的說法并不妥,它又不是短時間掉落的,這種說法不合適。
但畢竟衛星的墜落星鏈衛星數量不少,所以這一現象仍然給這一宏偉計劃帶來了挑戰。
太陽風:星鏈衛星墜落的“幕后黑手”
研究小組將衛星墜落的時間與各種自然現象進行對比后發現,衛星墜落與太陽活動存在明確的關聯。研究報告明確指出:“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?!?/p>
太陽活動具有周期性,2019年“星鏈”衛星發射時處于太陽活動的低谷期,而NASA的統計顯示,去年是太陽活動的高峰期。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。
與此同時,還會產生一種對上層大氣的加熱現象。大氣層被加熱后會膨脹,衛星在飛行過程中會感受到更大的阻力,從而脫離軌道墜落。
低軌道星鏈衛星:為何易被太陽風吹落?
“星鏈”衛星需要在低軌道運行以提供通信服務,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。低軌道衛星之所以容易被太陽風吹落,主要有以下幾方面原因:
大氣阻力影響顯著
低軌道衛星距離地球較近,處于地球大氣層的邊緣區域。雖然這里的大氣密度相對較低,但并非完全真空。當太陽活動增強,大氣層被加熱膨脹后,大氣密度會顯著增加。衛星在飛行過程中會不斷與大氣分子發生碰撞,從而受到更大的阻力。這種阻力會逐漸消耗衛星的動能,使其軌道高度不斷降低,最終墜入大氣層燒毀。
軌道維持難度大
低軌道衛星的軌道維持需要精確的計算和調整。由于受到大氣阻力、地球引力攝動等多重因素的影響,衛星的軌道會不斷發生變化。在正常情況下,衛星需要依靠自身的推進系統進行軌道修正,以保持穩定的軌道。然而,當太陽活動引發的大氣阻力突然增大時,衛星的軌道變化速度會加快,軌道維持的難度也會大幅增加。如果衛星的推進系統無法及時有效地進行軌道修正,衛星就會逐漸偏離預定軌道,最終墜落。
衛星自身設計因素
為了降低成本和提高發射效率,“星鏈”衛星在設計上采用了一些相對簡單和輕量化的方案。雖然這有助于降低衛星的制造成本和發射成本,但也使得衛星在面對復雜的外界環境時,抵抗能力相對較弱。
例如,衛星的推進系統可能無法提供足夠的推力來進行大規模的軌道調整,衛星的結構也可能無法承受因大氣阻力增大而產生的額外應力。
星鏈衛星墜落的影響與挑戰
衛星墜落不僅增加了太空垃圾的數量,對其他航天器的安全構成了嚴重威脅,維修和補充衛星也需要投入大量資金,這無疑會影響“星鏈”服務的穩定性。此外,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。在這樣的背景下,“星鏈”衛星的大批墜落無疑會讓SpaceX在市場競爭中面臨更大的壓力。
馬斯克的“星鏈”衛星“大批掉落”事件,為我們揭示了商業航天領域面臨的復雜挑戰。太陽風這一自然因素對低軌道衛星的影響,凸顯了航天技術在應對自然環境變化方面的脆弱性。
未來,SpaceX需要在衛星設計、軌道維持、太空垃圾清理等方面采取更加有效的措施,以應對這一挑戰,確?!靶擎湣庇媱澋捻樌七M。同時,這一事件也為全球商業航天領域的發展提供了寶貴的經驗教訓,促使各國和企業更加重視航天技術的可靠性和安全性。
消息來源:《新華網》6月10日報道《馬斯克的“星鏈”衛星大批墜落焚毀,583顆已墜落地球》
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