近日,马斯克旗下的太空探索技术公司(SpaceX)所推进的“星链”计划遭遇了一系列挑战,其卫星接连坠落事件引发了广泛关注。
太阳物理研究科学家刘煜指出,今年正处于太阳活动的第二十五个周期,活动频繁。他认为,“星链”卫星的坠落与太阳活动有一定关联。由于马斯克为了降低发射成本,选择了相对较低的轨道高度,这使得“星链”卫星容易受到太阳风暴的影响。太阳风暴会导致高层大气变热、膨胀、抬升,使得高密度大气接触到卫星,从而产生显著的拖拽效应,导致卫星减速并最终坠入大气层烧毁。
太阳活动对低轨卫星的影响不容小觑。刘煜解释,太阳剧烈活动时,会释放出电磁辐射、高能带电粒子流和等离子体云,这些物质和能量形式会扰动地球空间环境,类似于闪电、雷鸣和暴风雨的来临。而低轨卫星,通常指距离地球表面160公里至2000公里的卫星,由于其轨道低、速度快,需要通过大规模组网才能实现全球连续覆盖。
中国卫星导航年会分会主席、电子科技大学教授郭承军进一步解释了低轨卫星与高轨卫星的区别。低轨卫星绕地球一周仅需约90分钟,而高轨卫星则位于约35786公里的地球同步轨道,相对地面静止。高轨卫星单颗可覆盖地球约1/3区域,而低轨卫星则需通过数千至数万颗卫星组网才能实现全球覆盖。
“星链”计划作为SpaceX的商业项目,旨在打造全球规模最大的近地轨道卫星互联网星座,为全球用户提供高速互联网接入服务。目前,地球轨道上已有超过7000颗“星链”卫星,SpaceX计划将其规模扩大到最多3万颗。然而,随着太阳活动的加剧,越来越多的“星链”卫星面临坠落的风险。
据研究显示,从2020年至2024年间,已有583颗“星链”卫星坠落地球,且坠落速度呈现上升趋势。郭承军指出,低轨卫星部署多能够提升网络性能,支持更多用户同时接入,但也需要面对太空环保、国际规则协调等挑战。与地面通信基站相比,“星链”主攻偏远地区、应急通信等领域,两者技术路径、应用场景互补,但短期内“星链”无法取代地面基站的核心地位。
面对太阳活动对低轨卫星的影响,各国纷纷采取措施。在2024年5月10日发生的超强地磁暴过程中,大约有5000枚人造航天器主动变轨机动来提升其轨道高度,以抵消地磁暴所造成的轨道拖拽效应。而“星链”卫星的坠落,也让人类开始思考如何更好地保护低轨航天器。
除了“星链”计划外,中国也计划部署“千帆星座”,大约有1.5万颗卫星,而亚马逊的“柯伊伯计划”则计划部署3232颗卫星。随着太空探索的深入,低轨卫星的数量将不断增加,如何应对太阳活动对低轨卫星的影响,将成为各国共同面临的课题。