星鏈衛星隕落已超過1000顆!數據統計與歸因探索
文 | 劉帥軍、徐帆江、林翊鈞、嚴文勵、阮永井、秦明宇(中國科學院軟件研究所)
PART.01
事件背景
2025年6月9日,“環球時報”、“太空與網絡”等公眾號媒體轉載俄羅斯《共青團真理報》網站6月8日的報道《埃隆馬斯克的衛星一個接一個地墜落:為什么會發生這種情況以及磁暴與它有什么關系》,引發網絡熱議,"星鏈"關鍵詞的微信熱搜指數激增2500%。
經查,俄媒引用的原文是由NASA戈達德航天中心物理學家丹尼·奧利維拉,于2025年1月、6月發表在《Frontiers in Astronomy and Space Sciences》期刊(中科院3區,IF=2.6,天文與天體物理學科分區JCR排名35/84)的2篇文章。該研究基于Space-track.org公開的TLE數據,首先分析了4顆星鏈衛星(編號1089、1472、2360、2652)的軌道變化與地磁暴活動的關系,并將范圍擴展至523顆星鏈衛星,揭示了星鏈衛星會因地磁暴活動而加速隕落的現象。
對“星鏈”等巨星座系統的研究與分析,應以詳實的數據為基礎,得出科學嚴謹的推理結論。本團隊依托自研的天智巨星座研判平臺,長期跟蹤研究星鏈系統及其每顆衛星的運行情況,現將我團隊得出的星鏈系統隕落衛星相關結果發布,供參考。
PART.02
星鏈系統概況
截至2025年6月9日,SpaceX公司已累計發射星鏈衛星8875顆,其中已隕落1163顆、在軌4577顆,其余多數處于爬升入軌階段,少數處于隕落下降階段。通過對Space-track.org公開的TLE數據的長期跟蹤和分析,當前在軌4577顆衛星被分布在7個星座中。其中:
LEO-C1星座
作為星鏈最早發射和部署的星座(2019年5月至2021年5月),在2023年以前曾是系統服務的主力。由于發射較早,多數衛星已達設計壽命,該星座目前處于快速衰退期。
LEO-C2星座
作為首個大規模采用星間激光鏈路的星座,于2021年11月至2022年12月間發射部署。自2023年起至今,承擔星鏈系統的主要服務功能。
參數
星座LEO-C1
星座LEO-C2
衛星版本
V1.0
V1.5
工作軌位數
1296
1296
軌道面數
72
72
面內星數
18+
18+
相位因子
45
45
軌道高度
547.2Km
539.8Km
軌道傾角
53.0°
53.22°
累計發射衛星
1725顆
1637顆
在軌衛星數
797顆
(含備份50顆)
1413顆
(含備份199顆)
PART.03
衛星隕落分析
根據跟蹤研判,已隕落的1163顆星鏈衛星可按照不同歸因維度進行分類,主要包括:發射階段異常、試驗任務完成、衛星壽命到期、在軌運行故障等幾大類別。
發射階段異常
當前已知的SpaceX公司發射失敗的星鏈衛星共50顆。其中,2022年2月3日發射批次,受地磁暴影響導致32顆衛星直接隕落;2024年7月12日發射批次,由于二級火箭故障導致18顆衛星直接隕落,這50顆星鏈衛星在Space-track.org上甚至都沒有報出過TLE數據。
試驗任務完成
2019年5月24日發射的60顆V0.9版本星鏈衛星,至今已全部隕落。后續V1.0、V1.5、V2.0Mini等版本星鏈衛星,各版本首批衛星作為試驗驗證用途,當前多數也已隕落,隕落占比與同版本其余發射批次相比顯著偏高,具體如下:
衛星
版本
首批衛星
后續衛星
發射數
隕落數
占比
發射數
隕落數
占比
V0.9
60
60
100%
V1.0
60
31
51.7%
1605
686
42.7%
V1.5
10
10
100%
2977
215
7.2%
V2.0
Mini
21
21
100%
4087
90
2.2%
衛星壽命到期
SpaceX公司向FCC提交的申報資料中,低軌通信衛星的設計壽命為5年。V1.0版本星鏈衛星累計已發射1665顆,717顆已隕落的星鏈衛星中,有421顆衛星在軌時長不足4年,其余已隕落的和仍在軌服務的星鏈衛星壽命均已超過4年,占比75%,基本符合設計預期。
在軌運行故障
自2022年2月起,星鏈系統全面介入俄烏沖突。據相關報道,俄羅斯方面對在軌運行的LEO-C1星座開展了包括地基干擾等在內的多項反制措施。借助天智巨星座研判平臺,本團隊同期跟蹤研判發現,在當年5月和6月LEO-C1星座密集發生了高達117次“工作-備份”軌位替換事件,飆升至前期同類事件歷史均值水平的16.7倍。結合公開新聞報道可以推斷,彼時部分處于工作軌位的星鏈衛星其通信載荷等內部設備受到了不同程度的損害,需要處于備份軌位的星鏈衛星通過實施軌道機動來替換。這批被替換下來的117顆衛星中在后續隕落的就有64顆(占54.7%)。
NASA研究人員報告中提及的四顆衛星中的2652號衛星,其國際衛星編號為2021-040Z。在2022年5月13日至20日期間,星座LEO-C1的34號軌道面上,2021-040Z衛星由工作軌位被轉入備份軌位,而2021-040AA衛星從備份軌位轉入2021-040Z衛星原本占據工作軌位,接替其工作。值得一提的是,2021-040Z衛星很堅挺地在備份軌位耐心等候,2023年再一次被起用,進入工作軌位發揮余熱,直到2024年8月17日才結束其在軌服務的生涯。
PART.04
小結
星鏈系統作為人類歷史上第一個低軌巨星座系統,是空天領域一個重要的里程碑。自此,衛星不再被看成高不可攀的、昂貴的太空資產,一味地被迎合、被滿足;而是變得像如今的汽車一樣,可以被丟棄、可以被淘汰,未來各種衛星的主動隕落事件將會越來越普遍。從技術維度來看,星鏈系統首次將互聯網思維應用于空天領域,比如邊建設、邊研制、邊調整、邊應用,比如低成本、多冗余、體系保優,再比如軟件定義設計理念在SpaceX公司被廣泛采用,貫穿了從生產制造、發射部署、在軌運維等每個角落,這些技術與舉措也變相推動了衛星低成本時代的到來。
值得注意的是,衛星在近地軌道運行,受到空間環境(如太陽風、地磁暴等)的影響是必然的,如何度量和克服這些影響,需要更多的空間科學研究人員投身其中;另一方面,以俄烏沖突為典型代表,太空域已經作為一個新的對抗陣地展現在我們面前,巨星座系統想要保持足夠的體系韌性,必須提前在設計階段就做好抵御各種來自地球的攻擊行為的考量,以防萬一。
>End
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