

同学们一定都听说过“星链”,“星链”就是马斯克的太空探索技术公司提出的低轨互联网星座计划,在2019年至2024年在太空搭建,由1.2万颗卫星组成的“星链”网络提供互联网服务,由大量部署在近地轨道上的小型卫星组成。
但在一年多时间里,“星链”卫星突然大批坠落。2019年首次发射“星链”卫星,2020年就有两颗卫星坠落。但鉴于发射的卫星数量庞大,起初的坠落数量还在合理范围内。但在2021年,坠落数量飙升至78颗。此后两年,坠落卫星数量基本保持在这个水平(2022年坠落99颗,2023年坠落88颗)。但去年情况发生了奇怪的变化:316颗卫星在大气层中烧毁。至此,“星链”共损失583颗卫星。大约每15颗卫星中就有一颗坠落,到底发生了什么?
美国国家航空航天局的科学家团队,对这波“卫星雨”进行了深入调查,发现“星链”正面临一个意想不到的威胁:太阳活动。
学过地理的同学们都知道,太阳表面的活动呈现出大约每11年一个周期的规律变化,在每一个周期里,太阳会由活动水平最低的低谷期逐步增强,直至达到活动水平的高峰期,随后活动强度逐渐减弱,最终回落至下一个低谷期。
“星链”卫星坠落数量的变化,与太阳活动水平的变化高度吻合,这种同步性为太阳活动导致卫星损耗的机制提供了实证。
目前正处于已知的第25个太阳活动周期,这个周期始于2019年,从这一年起,太阳的活动就不断增强,在2024年太阳活动开始进入高峰期。
当太阳活动水平进入高峰期,其表面会频繁出现大量的太阳黑子,伴随而来的是更加剧烈的能量释放,如太阳耀斑和日冕物质抛射,从而释放出更多的带电粒子。这些被太阳喷射出来的带电粒子,会以极高的速度向四面八方扩散,其中一部分,会朝着地球的方向来,当它们抵达地球附近时,就会与地球的磁场发生相互作用,引发地球磁层的剧烈扰动,这也被称为“地磁暴”。“地磁暴”的发生,会造成地球高层大气的温度升高受热膨胀,进而向外扩张。
另一方面,“星链”卫星运行在近地轨道,高度通常为500多千米,在这个高度仍然存在着稀薄的空气,它们会对卫星形成微小的阻力,进而导致其轨道高度逐渐下降。在正常情况下,这个过程是缓慢且可预测的。但在太阳活动高峰期,特别是遭遇强“地磁暴”时,地球高层大气受热膨胀严重,就会使近地轨道附近的大气密度显著增加,这会让“星链”卫星遇到的阻力在短时间内大幅提升,从而导致其坠落。