人類航天事業(yè)歷經(jīng)半個世紀(jì)發(fā)展,各國累計發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量不過數(shù)千顆。
然而美國SpaceX公司卻掀起一場巨大波瀾:計劃一次性部署4.2萬顆“星鏈”衛(wèi)星,構(gòu)建全球低軌互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。
截至2025年5月,該公司已經(jīng)成功將7578顆衛(wèi)星送入軌道,這種發(fā)射速度令許多人感到震驚。
但奇怪的是,這些衛(wèi)星仿佛被施加了魔咒——大量衛(wèi)星接連墜落焚毀!
2022年一次發(fā)射49顆衛(wèi)星,次日就有40顆墜入大氣層燒毀;到了2024年,更是出現(xiàn)316顆星鏈衛(wèi)星集體墜毀的奇觀。
一邊是瘋狂發(fā)射,一邊是成批墜毀,這究竟是怎么回事?這種現(xiàn)象是否會對我國衛(wèi)星造成影響?
2025年5月24日,佛羅里達州發(fā)射場騰起滾滾濃煙,一枚獵鷹9號火箭沖天而起,搭載著23顆星鏈衛(wèi)星。
僅僅三天后,又一枚火箭攜帶著24顆衛(wèi)星飛向極地軌道。
如此密集的發(fā)射頻率,其他航天企業(yè)根本難以企及。
很多人疑惑,為何SpaceX能在短短幾年間發(fā)射數(shù)千顆衛(wèi)星?這與其制造方式密切相關(guān)。
傳統(tǒng)衛(wèi)星往往重達數(shù)噸,結(jié)構(gòu)精密,制造成本高昂。
而星鏈衛(wèi)星則完全不同,更像是可快速量產(chǎn)的低成本產(chǎn)品,每顆重量不足300公斤,太陽能板尺寸小巧,通信模塊設(shè)計簡單,設(shè)計壽命也僅保證5年。
由于體積小巧,單枚火箭可同時搭載數(shù)十顆衛(wèi)星進入太空。
更令人稱奇的是SpaceX的降本策略。
火箭第一級可像直升機般垂直降落,經(jīng)檢修后可重復(fù)使用,這項技術(shù)使單次發(fā)射成本降低約50%。
正是依靠這種“以量取勝”的商業(yè)模式,該公司將衛(wèi)星發(fā)射變成了類似批發(fā)的規(guī)?;\營。
不過,這種快速制造的產(chǎn)品質(zhì)量真的可靠嗎?
事實證明,這些快速生產(chǎn)的衛(wèi)星升空后很快暴露出缺陷。
2022年2月3日,SpaceX團隊還在慶祝49顆衛(wèi)星成功入軌,次日便傳來噩耗:40顆衛(wèi)星如同斷線風(fēng)箏,徑直墜入大氣層焚毀。
這些衛(wèi)星甚至未能抵達預(yù)定軌道,堪稱航天史上壽命最短的衛(wèi)星群。
NASA的調(diào)查結(jié)果令人意外:事故原因竟與太陽活動有關(guān)。
原來這些衛(wèi)星運行軌道過低,距離地面僅300多公里。
這個高度看似真空,實則存在極其稀薄的大氣。
平時這些氣體處于穩(wěn)定狀態(tài),但太陽一旦發(fā)生劇烈活動就會改變局面。
太陽風(fēng)暴釋放的高能粒子會“吹脹”地球大氣,原本稀薄的空氣突然變得稠密,猶如給衛(wèi)星設(shè)置了隱形阻力帶。
衛(wèi)星速度一旦降低,就無法抵抗地球引力,只能呈螺旋狀下墜。
那40顆衛(wèi)星就是這樣,在太陽能板尚未展開、姿態(tài)調(diào)整之前,就被突然變稠的大氣“拽”下軌道,在大氣層中化為火球。
然而,這并非個例。
天文學(xué)家分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):2020年僅有2顆星鏈衛(wèi)星墜毀,2021至2023年每年數(shù)十顆,2024年更是激增至316顆。
這種增長趨勢背后,隱藏著太陽活動的周期性規(guī)律。
星鏈衛(wèi)星的設(shè)計壽命為5年,實際情況卻更糟糕,部分衛(wèi)星甚至撐不過兩個月。
這依然要歸咎于太陽活動。
太陽每11年會經(jīng)歷一次活躍期,第25個活動周期自2019年開始,2024年正值高峰。
此時的太陽如同暴躁的火球,不斷噴發(fā)等離子體,頻繁產(chǎn)生X級耀斑,地球首當(dāng)其沖。
中學(xué)課本告訴我們,第一宇宙速度為7.9公里/秒,衛(wèi)星必須維持這個速度才能繞地球運行。
但近地軌道存在空氣阻力,會逐漸降低衛(wèi)星速度。
通常這個過程緩慢,衛(wèi)星依靠自帶燃料尚可維持高度。
然而太陽劇烈活動會導(dǎo)致大氣密度激增數(shù)倍,衛(wèi)星速度迅速下降。
星鏈衛(wèi)星部署在多個軌道層,最低層僅300公里,猶如在大氣邊緣走鋼絲。
2025年1月,超過120顆星鏈衛(wèi)星因此報廢。
有測算顯示,按照這種損耗速度,SpaceX每年至少需發(fā)射1000顆衛(wèi)星才能填補缺口,這簡直是在填無底洞。
面對星鏈衛(wèi)星頻繁墜毀,中國的星網(wǎng)計劃選擇了另一條道路——將衛(wèi)星部署在更高軌道。
我國低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星通常運行在1000公里以上軌道。
這個高度的大氣密度僅為300公里處的千分之一,空氣阻力幾乎可以忽略。
地球同步軌道衛(wèi)星就是很好例證,那些定點在赤道上空的衛(wèi)星,壽命可達15-20年,退役后仍可在軌道漂浮數(shù)十年。
中國星網(wǎng)雖未達到同步軌道高度,但1000公里的高度已足夠避開太陽活動的主要影響。
面對星鏈衛(wèi)星頻繁墜落,有人擔(dān)憂:我國神舟二十號飛船和空間站是否會遭遇“太空垃圾”撞擊?或者也像星鏈衛(wèi)星一樣墜落?
其實不必過度擔(dān)心,中國空間站已建立兩套應(yīng)對機制。
第一套是“軌道主動抬升”。
空間站與神舟飛船每天因空氣阻力會下降約100米,地面控制中心定期啟動推進器抬升軌道。
2024年太陽活動高峰期,空間站一個月內(nèi)三次抬升軌道,所需燃料可通過天舟貨運飛船補給。
第二套是“應(yīng)急物資補給”。
目前天舟九號正在為空間站運送物資,發(fā)射場還備有神舟二十一號和天舟十號待命,一旦需要,3個月內(nèi)即可發(fā)射新貨運飛船補充燃料。
至于衛(wèi)星墜落時的碰撞風(fēng)險,實際概率極低。
星鏈衛(wèi)星再入大氣層時會在高溫中燃燒,僅剩少量碎片,且我國空間站與飛船配備軌道規(guī)避系統(tǒng),提前數(shù)日即可計算碰撞風(fēng)險,通過微調(diào)軌道即可規(guī)避。
SpaceX的4.2萬顆衛(wèi)星計劃猶如一場豪賭——試圖通過數(shù)量優(yōu)勢實現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋,卻不得不面對太陽活動這一不可控因素。
一邊持續(xù)發(fā)射衛(wèi)星,一邊承受大量損耗,這場太空領(lǐng)域的長期布局能否成功,目前仍是未知數(shù)。
反觀中國航天發(fā)展,則展現(xiàn)出“穩(wěn)扎穩(wěn)打”的智慧。從選擇高軌道到建立空間站補給體系,每一步都在規(guī)避風(fēng)險。
或許在太空探索中,比起追求數(shù)量多、速度快、成本低,注重穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性和有效性才是更可靠的生存之道。
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