研究:星鏈衛星因太陽活動加速墜落加熱地球大氣層并使其向外膨脹,從而增加衛星飛行的阻力。
5月27日,有報道稱,太陽的爆發活動正在縮短地球軌道衛星的壽命,尤其是像SpaceX的Starlink這樣的大型衛星。這可能帶來好處,但也引發了擔憂。
太陽活動遵循一個11年的周期,高峰期被稱為“太陽活動極大期”,最后一次發生在2024年末。在高峰期,太陽的爆發活動增強,這可能引發地磁風暴,加熱地球大氣層并使其向外膨脹,從而增加衛星飛行的阻力。

丹尼·奧利維拉和他的同事在馬里蘭州NASA戈達德太空研究所研究了地磁風暴對Starlink衛星的影響。“我們發現,在地磁風暴期間,衛星重新進入地球軌道的速度比(沒有太陽活動時)更快,”他說。研究人員估計,在太陽活動極大期,衛星的壽命最多可縮短10天。這種效應現在才開始顯現,這要歸功于衛星發射數量的不斷增加,尤其是SpaceX的發射。目前,超過7000顆星鏈衛星繞地球運行,為地球提供太空互聯網服務。衛星矩陣不斷壯大,幾乎每周都有新衛星發射。SpaceX計劃未來將衛星數量增加到3萬顆以上。

但每周都有多顆衛星重新進入大氣層,整個星鏈星座處于持續更新的狀態。“這是人類歷史上首次有如此多的衛星同時重新進入大氣層,”奧利維拉說道。2020年至2024年間,追蹤記錄顯示,共有523顆星鏈衛星重新進入大氣層。“幾年后,我們每天都能再次擁有衛星,”奧利維拉說道。

一些星鏈衛星在其使用壽命結束時會主動降低軌道以重新進入大氣層;另一些則會在因大氣阻力而失效后自然墜落。奧利維拉指出,在近年來最嚴重的地磁事件中,37顆星鏈衛星重返大氣層。這使得軌道高度低于300公里的衛星的重返大氣層時間從超過15天縮短至約5天。

“這是我們在巨型星座時代經歷的第一次太陽活動高峰,因此這些測量至關重要,”加拿大里賈納大學的薩曼莎·勞勒說道。

英國伯明翰大學的肖恩·埃爾維奇表示,這種效應可能使SpaceX等衛星運營商受益,因為它們可以更快地使可能對其他衛星構成危險的失效衛星脫離軌道。“這個過程正在加速,”他說道。然而,這可能會限制我們在軌道高度低于400公里(即所謂的“極低地球軌道”)的衛星運行能力。他還表示:“這表明,在這一領域可能存在挑戰。”
奧利維拉認為,衛星更快重返大氣層也能防止它們在地球大氣層中完全燃燒殆盡。“可能會有一些碎片墜落到地面,”他說。

2024年8月,一塊重達2.5公斤的星鏈衛星碎片在加拿大薩斯喀徹溫省的一個農場被發現。據SpaceX稱,這是唯一一塊已知的在重返大氣層過程中墜落的星鏈衛星碎片。勞勒住在薩斯喀徹溫省,她擔心其他地方可能還會有更多衛星碎片墜落。
“這里是世界上最容易找到星鏈衛星碎片的地方,”她說,因為這里地勢平坦開闊,而且位于衛星星座軌道密度最高的區域下方。“在這里找到一塊碎片,我們還有多少碎片沒有找到呢?”





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