天上掉衛(wèi)星了!最近這幾年,馬斯克的“星鏈”猶如下餃子一般,嘩嘩地往下掉,累計已經(jīng)墜毀了583顆。光是2024年,就一口氣損失了316顆。今年1月份,又有120多顆衛(wèi)星墜入大氣層,化為了絢麗的火球。
為什么會出現(xiàn)如此頻繁墜落事件呢?根據(jù)NASA科學(xué)家的探究,這背后是太陽在搗鬼。最近兩年太陽特別"暴躁",劇烈活動干擾了地球大氣層,導(dǎo)致衛(wèi)星紛紛墜落。不過,這個"太空推手"究竟是怎么把衛(wèi)星拽下來的呢?
衛(wèi)星墜落之謎
馬斯克的"星鏈"(Starlink)計劃你可能早有耳聞,但你知道它具體是干什么的嗎?簡單來說,這就是當(dāng)今世界上規(guī)模最大的"太空互聯(lián)網(wǎng)"工程。SpaceX打算用超過4.2萬顆衛(wèi)星,在近地軌道編織一個能覆蓋全球任何一個角落的"通信網(wǎng)絡(luò)"。
其目標(biāo)就是給地球上那些偏遠(yuǎn)地區(qū),比如沙漠,山區(qū)或者網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的地方,提供高速的互聯(lián)通信服務(wù)。通過衛(wèi)星直連的方式,省去了在地面鋪設(shè)大量電纜和信號塔的麻煩。
與普通通信衛(wèi)星不同,"星鏈"衛(wèi)星都運(yùn)行在距地球僅550公里的低軌道上,這樣可以讓信號傳輸更快更穩(wěn)定。目前,SpaceX已經(jīng)將8800多顆星鏈衛(wèi)星送入了太空,為超140多個國家和地區(qū),將近600多萬用戶提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
星鏈的衛(wèi)星設(shè)計壽命較短,只有大約5年。這意味著,每隔5年,就需要發(fā)射新的衛(wèi)星補(bǔ)充,形成一個“快速發(fā)射,快速補(bǔ)鏈”的循環(huán),而平時也會有一些衛(wèi)星"光榮退休"。
但最近幾年,"退休"衛(wèi)星的數(shù)量有點出人意料。2019年首次發(fā)射后,2020年只記錄到2顆墜落,2021年卻增至78顆。接下來的2022,2023年,又分別有99顆和88顆墜落。
而到了2024年,墜落數(shù)量達(dá)到了驚人的316顆!算下來,這5年間就損失了583顆衛(wèi)星。相當(dāng)于最初每發(fā)射15顆,就有1顆提前"退役"。如果加上今年初的120顆,平均下來幾乎每天都有1顆衛(wèi)星結(jié)束使命。
星鏈究竟出了什么問題,為何會頻繁下“流星雨”?
太陽活動在作祟
大約每隔11年,太陽就會周期性進(jìn)入活動“暴躁期”。這一時期,黑子數(shù)量會明顯增多,還時不時爆發(fā)耀斑和日冕物質(zhì)拋射。這些劇烈活動會向太空噴射大量高能帶電粒子(俗稱太陽風(fēng))和強(qiáng)烈輻射。而從2020年開始,太陽就進(jìn)入第25個劇烈活動周期。
當(dāng)這些"太陽風(fēng)暴"抵達(dá)地球附近時,帶電粒子就像入侵者一樣鉆進(jìn)大氣層,導(dǎo)致大氣層受熱膨脹。膨脹后的大氣不僅范圍擴(kuò)大,密度也隨之增加。而對于近地軌道的衛(wèi)星來說,意味著更大的空氣阻力。
星鏈衛(wèi)星本就部署在離地面很近的軌道上。平時還能正常抵抗稀薄大氣的阻力,可一旦遇到太陽風(fēng)暴,大氣密度驟增的情況下,衛(wèi)星面臨的大氣阻力會陡然增加。在強(qiáng)磁暴期間,高層大氣密度甚至能暴增50%!
再加上馬斯克為了控制成本,很多衛(wèi)星采用了不少廉價技術(shù)和材料,動力系統(tǒng)也比普通衛(wèi)星弱,在低軌道這個"重災(zāi)區(qū)"自然更難招架。這樣導(dǎo)致的最終結(jié)果就是,風(fēng)暴一來,就會有很多衛(wèi)星“扛不住”,如下餃子般地往下掉。
比如2022年2月,SpaceX剛發(fā)射的49顆新衛(wèi)星還沒正式上崗,連太陽板都沒來得及展開,就被一場中等強(qiáng)度的地磁風(fēng)暴"一鍋端",直接損失數(shù)千萬美元。
當(dāng)然,2024年衛(wèi)星墜毀數(shù)量陡增,一方面有太陽活動的原因,另一方面也是2019年首批發(fā)射的衛(wèi)星到了"退休年齡",自然更替。總體來說,星鏈頻繁爆“流星雨”不是什么大事,是在SpaceX"快速迭代"設(shè)計理念下的正常現(xiàn)象。
太空隱患不容忽視
有人可能會想,這么多衛(wèi)星嘩嘩玩下掉,不會砸到人嗎?
其實,這個風(fēng)險比你想象的要小得多。NASA相關(guān)記錄證實,絕大多數(shù)衛(wèi)星在墜落過程中,會在大氣層里劇烈摩擦燃燒,最后燒得干干凈凈。不過,凡事都沒有絕對。去年,加拿大薩斯喀徹溫省某農(nóng)場里,就發(fā)現(xiàn)了一塊重達(dá)2.5公斤,確認(rèn)是來自“星鏈”衛(wèi)星的碎片。
這是目前唯一被確認(rèn)的星鏈衛(wèi)星未完全燒毀的案例。確實,某些耐高溫的衛(wèi)星部件有極小的概率能"幸存"下來,但這種可能性微乎其微。
比起衛(wèi)星殘骸砸人的風(fēng)險,更值得關(guān)注的是軌道資源爭奪問題。專家估算,近地軌道最多只能容納約6萬顆衛(wèi)星,而星鏈已經(jīng)發(fā)射了8000多顆,最終計劃要發(fā)射4萬多顆,這簡直就是對軌道資源的"圈地運(yùn)動"。
更糟糕的是,當(dāng)數(shù)量如此龐大的衛(wèi)星,全都擠在軌道上,而且每顆衛(wèi)星都處于高速飛行狀態(tài),加上星鏈為了節(jié)省成本,衛(wèi)星質(zhì)量本來就不牢靠,要是出現(xiàn)什么故障,不小心誘發(fā)了撞擊,那可就真成災(zāi)難大片了。
少數(shù)一兩顆衛(wèi)星撞擊,所產(chǎn)生的高速碎片,又會波及到更多衛(wèi)星,繼而產(chǎn)生更多碎片,像滾雪球一樣越滾越大,最終引發(fā)連環(huán)碰撞。
2016年,國際空間站就曾因碎片撞擊,導(dǎo)致舷窗玻璃破裂,所幸未產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。2021年7月和10月,星鏈衛(wèi)星更是在未提前通報的情況下突然變軌,兩次險些與我國空間站相撞。
所以,不能只看星鏈帶來的便利,其引發(fā)軌道資源爭奪和太空安全問題,已經(jīng)是一個需要全球共同應(yīng)對的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
結(jié)尾
星鏈衛(wèi)星的大規(guī)模墜落事件給我們敲響了警鐘。這不僅是SpaceX一家公司面臨的技術(shù)挑戰(zhàn),更是全人類需要共同面對的太空治理難題。在商業(yè)航天快速發(fā)展的今天,我們亟需建立更加完善的太空交通管理規(guī)則和國際協(xié)作機(jī)制。
太空不是法外之地,近地軌道資源更不是可以肆意占用的"新大陸"。各國航天機(jī)構(gòu)和企業(yè)應(yīng)當(dāng)秉持負(fù)責(zé)任的態(tài)度,在發(fā)展商業(yè)航天業(yè)務(wù)的同時,必須將太空安全和可持續(xù)發(fā)展放在首位。只有當(dāng)科技創(chuàng)新與風(fēng)險管控并重,人類才能真正實現(xiàn)探索太空,利用太空的遠(yuǎn)大理想。
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