“星链”卫星的设计寿命约为5年，2019-2020年发射的卫星已接近寿命终点，而太阳活动周期将延续至2025年左右……
近期，埃隆·马斯克（Elon Musk）旗下的太空探索技术公司（SpaceX）发射的“星链”（Starlink）卫星接连坠落事件引发全球关注。
据俄罗斯《共青团真理报》网站6月8日报道，自2019年首次发射以来，“星链”卫星的坠落数量逐年递增，尤其是在2024年，高达316颗卫星在大气层中烧毁，占该项目总损失卫星数量的54%。这一现象不仅揭示了近地轨道（LEO）卫星与太阳活动之间的复杂关联，也引发了关于太空安全与卫星运营的深层讨论。
NASA：和太阳活动频繁有关
美国国家航空航天局（NASA）戈达德航天中心的物理学家丹尼·奥利维拉领导的研究小组对“卫星雨”进行了深入研究，通过分析美国国防部太空监视网络（SSN）数据发现，卫星坠落与太阳活动存在明确的关联。
相关论文截图（来源：arXiv）
研究报告指出，当前太阳活跃度的增强对“星链”卫星坠入大气层产生了显著影响。太阳活动的周期约为11年，当太阳表面出现大量黑子时，会发生强烈的爆炸和太阳耀斑。
2024年正值第25太阳活动周期极大期，太阳耀斑与日冕物质抛射（CME）频发，其中一部分物质会朝地球方向飞去，引发磁暴。当太阳等离子体到达地球并引发磁暴时，还会产生一种对上层大气的加热现象。大气层被加热后会膨胀，密度较平静期增加，卫星会感受到更大的飞行阻力。而SpaceX 为降低成本，早期 "星链" 卫星仅配备氪离子推进器，在大气阻力激增时难以维持轨道，从而脱离轨道最终坠落。
研究团队通过分析 2020 年至 2024 年间 523 颗星链卫星的轨道数据，发现地磁活动越强，卫星重返大气层的速度就越快（来源：arXiv）
一个最直接的例子是2024年5月和10月的极端地磁暴，直接导致13颗卫星提前坠落，其中至少1颗为“星链”卫星。
大部分“星链”卫星寿命已到上限
“星链”卫星的发射始于2019年，首批 60 颗卫星入轨。当时处于太阳活动的低谷期，仅在2020年有2颗卫星因初期技术问题坠落。随着太阳活动进入第25个周期的顶峰，卫星坠落数量显著增加。
2021年，坠落卫星数量为78颗，2022年增至99颗，2023年为88颗，而2024年这一数字飙升至316颗。目前“星链”卫星累计损失达583颗，研究发现，70%的卫星并非在强磁暴期间坠落，而是在中等磁暴和弱磁暴期间坠落。这很可能是因为弱磁暴通常持续时间更长，会缓慢地“侵蚀”轨道，将卫星推向不可避免的结局。
“星链”卫星的设计寿命约为5年，2019-2020年发射的卫星已接近寿命终点，而太阳活动周期将延续至2025年左右。2024年，SpaceX加速部署的第二代V2 mini卫星，进一步加速了旧型号的退役进程。
随着太阳活动逐渐减弱，卫星坠落问题或有所缓解，但这项研究已为低轨卫星的轨道设计与维持运营提供了关键示警，也就是在太阳活动高峰期，需更精准预测磁暴影响，以降低卫星损耗风险。
卫星变成太空垃圾
“星链”卫星的频繁坠落不仅对SpaceX的经济利益造成影响，也引发了关于太空安全的担忧。尽管SpaceX强调通过主动降低轨道高度，引导报废卫星进入大气层焚毁，不会产生轨道碎片或威胁其他航天器，但2024年8月加拿大萨斯喀彻温省农场发现的一块2.5公斤重卫星碎片，引发对残骸风险的担忧。
其实“星链”卫星的大规模部署本身已对近地轨道环境构成挑战，随着“星链”星座规模扩大至4.2万颗卫星的计划推进，太空碰撞风险将持续上升。
例如，2021年，中国天宫空间站曾两次因“星链”卫星接近而实施紧急避碰操作。NASA向联邦通信委员会提交的文件指出，“星链”卫星已占据近地轨道关键区域，对国际空间站等航天器的安全构成潜在威胁。
此外，天文学家也批评“星链”卫星对天文观测造成干扰，其反射的阳光在夜空中形成明亮的轨迹，影响了需要长时间曝光的天体摄影项目。
面对卫星坠落问题，SpaceX曾尝试通过优化卫星设计和轨道调整策略来降低风险。例如，该公司为卫星配备了霍尔推进器，使其能够在轨道上自主调整位置。然而，太阳活动的不可预测性仍使这些措施的效果大打折扣。
科学家建议根据磁暴预测调整卫星
NASA的研究团队指出，太阳活动周期约为11年，而“星链”卫星的轨道寿命仅为5年左右。这意味着在太阳活动高峰期，大量卫星可能因大气阻力增加而提前坠落。
科学家呼吁加强对太阳活动的监测和预警，通过提前预测磁暴的发生，卫星运营商可以采取措施，如调整卫星轨道或进入安全模式，以减少大气阻力的影响。此外，国际社会也需要就太空垃圾的管理和近地轨道资源的分配达成共识，以避免因卫星密集部署引发的安全问题。
但SpaceX不得不面对的一个问题是，实施紧急变轨将消耗本应用于维持卫星寿命的燃料，进一步加剧卫星老化。
目前，“星链”卫星的坠落事件仍在持续引发关注。2025年6月，随着太阳活动进入新一轮高峰期，更多卫星可能面临坠落风险。对于SpaceX而言，如何在保障卫星服务的同时，降低太阳活动对卫星运营的影响，将是一个长期挑战。而对于全球航天界而言，这一事件也提醒人们，在追求太空探索的同时，必须更加重视太空环境的保护和可持续利用。
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