马斯克“星链”卫星接连坠落 太阳活动是元凶？｜科技观察

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封面新闻记者 张峥

在近地轨道布局数万颗卫星构建“全球卫星宽带”，是马斯克太空探索技术公司（SpaceX）雄心勃勃的计划。近日，“星链”卫星接连坠落，引发外界关注。

“今年太阳还是处于第二十五个活动周期，活动还是比较频繁的。最近比较火的马斯克‘星链’卫星坠落，与太阳活动有一定关联。”太阳物理研究科学家刘煜6月10日告诉封面新闻记者，“为了降低发射成本，马斯克的星链卫星轨道高度不太高，容易受太阳风暴影响。太阳风暴导致高层大气变热、膨胀、抬升，高密度大气接触到了卫星，导致其受到显著拖拽、减速、最终下坠进入大气层烧毁。”

太阳活动 为何影响低轨卫星

“太阳剧烈活动爆发的时候，电磁辐射、高能带电粒子流、等离子体云，这三种物质和能量形式会先后引发地球空间环境的扰动。就如同闪电、雷鸣、暴风雨来临。”刘煜解释。

太阳地磁暴（图据）

“低轨卫星通常指距离地球表面160公里至2000公里的卫星。因为轨道低，卫星运行速度较快，约7.8公里/秒，绕地球一周仅需约90分钟。需要通过大规模组网，如数千至数万颗卫星，才能实现全球连续覆盖。而高轨卫星轨道高度在约35786公里的地球同步轨道，卫星绕地球一周与地球自转周期24小时同步，相对地面静止。高轨卫星单颗可覆盖地球约1/3区域，3颗即可覆盖全球除两极外的地区。”导航年会分会主席、电子科技大学教授郭承军告诉封面新闻记者。

“为了降低发射成本，马斯克的星链轨道高度不太高，所以容易受太阳风暴影响。”刘煜分析，“太阳风暴导致高层大气变热、膨胀、抬升，高密度大气接触到了卫星，导致其受到显著拖拽、减速、最终下坠进入大气层烧毁。”

何为拖拽？他解释：“一般高轨道远离大气层，接近真空状态，空气摩擦导致的卫星飞行速度损耗几乎为0。如果轨道高度低，摩擦效应就有可能影响卫星正常飞行速度，最终导致卫星坠落。”

“太阳活动会直接影响卫星和航天器的运行，尤其是影响这些航天器的运行轨道、姿态、材料，有时太阳爆发还会对通讯造成中断，导致卫星直接失联；对全球导航系统也会产生影响。”他补充道。

搭载着“星链”卫星的“猎鹰9”火箭发射升空。（图据新华社）

雄心勃勃的“星链”计划

“星链” 作为SpaceX极具雄心的商业项目，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。据介绍，每颗星链卫星的制造成本约在25万至50万美元之间。

目前，地球轨道上共有超过7000颗“星链”卫星，SpaceX计划将“星链”的规模扩大到最多3万颗卫星。截至2025年，星链全球用户数量已突破500万。

为何需要发射数万颗卫星？

郭承军介绍，低轨卫星（LEO）距离地面约550公里左右，我国设计的星座轨道约1000公里，单颗卫星覆盖范围约1000万平方公里，仅为地球表面积的2%。要实现全球连续覆盖，需多颗卫星组网形成“星座”。而地球表面约70%为海洋、极地及无人区，传统地面基站难以覆盖，需卫星填补空白。

而低轨卫星高速移动每秒约7.8公里，单颗卫星仅能服务特定区域约10分钟，需密集部署确保用户始终处于覆盖范围内。

同时低轨卫星部署多，能够提升网络性能，支持更多用户同时接入。例如，星链计划通过4.2万颗卫星实现总容量超100Tbps，远超单颗高轨卫星的传输能力。而且多卫星组网可避免单点故障导致服务中断，增强系统稳定性。

“星链”短期无法取代地面基站

“星链计划2027年前部署4.2万颗卫星，目前已完成约15%。”郭承军告诉封面新闻。不过，马斯克也有需要解决的问题，比如太空环保，涉及主动避轨、碎片回收等，国际规则协调，如频谱分配、轨道占用等问题，否则可能引发全球性争议。

而中国计划部署的“千帆星座”大约有1.5万颗卫星、“亚马逊柯伊伯计划”计划3232颗卫星等。

与地面通信基站相比，星链有什么优势？能取代地面基站么？

郭承军表示，“星链主攻偏远地区、应急通信、移动场景等领域，地面基站主导城市、工业区等高需求场景，保障低时延与高容量。两者技术路径、应用场景互补，共同构建全球通信网络，但短期内星链无法颠覆地面基站的核心地位。”

2020年至2024年

超500颗“星链”卫星坠落

据北京日报，援引6月8日参考消息，埃隆·马斯克的太空探索技术公司（SpaceX）发射的 “星链” 卫星接连坠落。美国国家航空航天局（NASA）戈达德航天中心物理学家丹尼·奥利维拉领导的研究小组研究显示，从2020年至2024年间，有583颗“星链”卫星坠落地球。而且坠落速度呈现明显上升趋势。2021年，有78颗“星链”卫星坠落。2024年，则有多达316颗“星链”卫星在大气层中烧毁。

国际期刊《航天器与火箭》论文《Satellite Drag Analysis During the May 2024 Geomagnetic Storm》提到，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曳效应，防止被“拉拽下落”。

作者之一麻省理工学院的William Parker表示，自2019年星链卫星这一类低轨小型卫星的大量出现，活跃在地球周围的卫星数量已经超过10000枚，是2003年的十倍。

国家空间天气监测预警中心相关专家分析，2024年是太阳活动峰年，受到太阳活动影响，低轨卫星纷纷通过抬升轨道来防止被“拖拽”下落。地磁暴期间，由于焦耳加热和粒子沉降导致地球高层大气密度上升，卫星在轨运行的阻力明显变大，比如，一颗星链卫星单日轨道衰减接近300米，远远超过日常衰减值。

“星链坠落在商业上是很大的损失，但是它会让人类继续思考如何保护低轨航天器。”刘煜说。