據俄羅斯《共青團真理報》網站 6 月 8 日報道,埃隆?馬斯克的太空探索技術公司發射的 “星鏈” 衛星接連墜落。由美國國家航空航天局(NASA)戈達德航天中心的物理學家丹尼?奧利維拉領導的研究小組對 “衛星雨” 進行了研究。
太空探索技術公司于 2019 年首次發射 “星鏈” 衛星,2020 年就有衛星墜落。但鑒于馬斯克發射的 “星鏈” 衛星數量龐大,起初的墜落數量還在合理范圍內。2020 年僅墜落了兩顆衛星。但在 2021 年,墜落數量飆升至 78 顆。此后兩年,墜落衛星數量基本保持在這個水平(2022 年墜落 99 顆,2023 年墜落 88 顆)。但去年情況發生了奇怪的變化:316 顆衛星在大氣層中燒毀。至此,“星鏈” 共損失 583 顆衛星。大約每 15 顆衛星中就有一顆墜落,到底發生了什么?
研究小組將衛星墜落的時間與各種自然現象進行對比,發現衛星墜落與太陽活動存在明確的關聯。研究報告指出:“我們清楚地發現,當前太陽活躍度的增強對‘星鏈’衛星墜入大氣層產生了顯著影響。這是一個研究衛星軌道阻力的絕佳時期,因為在本輪太陽活動高峰期,地球低軌衛星的數量達到了人類歷史上的最高水平。”
“星鏈” 衛星的發射始于 2019 年,當時處于太陽活動的低谷期。NASA 的統計顯示,去年是太陽活動的高峰期。太陽活動的周期約為 11 年。當太陽表面出現許多黑子時,會發生強烈的爆炸和太陽耀斑。太陽風通過日冕洞向外噴發,其中一部分物質會朝地球方向飛去,引發磁暴。當太陽等離子體到達地球并引發磁暴時,還會產生另一種效應 —— 一種對上層大氣的加熱現象。大氣層被加熱后會膨脹,衛星會感受到更大的飛行阻力,從而脫離軌道,最終墜落。由于 “星鏈” 衛星需要提供通信服務,其軌道高度較低。據估計,這種軌道上的衛星平均壽命為 5 年。
盡管這一現象總體上可以理解,但仍有許多謎團。例如,研究報告指出,70% 的衛星并非在強磁暴期間墜落,而是在中等磁暴和弱磁暴期間墜落。這很可能是因為弱磁暴通常持續時間更長,會緩慢地 “侵蝕” 軌道,將衛星推向不可避免的結局。
據了解,星鏈衛星是馬斯克太空探索技術公司(SpaceX)旗下的 “全球衛星寬帶” 項目,該項目計劃為包括偏遠地區在內的全球 “任何地方” 提供衛星寬帶。由于 SpaceX 研發出的獵鷹火箭的相對低成本和強大運力,星鏈衛星可以頻繁發射,一次發射可以將幾十顆衛星送上太空。在升空后,有不少星鏈衛星會主動進行升軌操作,這是因為火箭發射升空后,星箭分離的軌道高度較低,所以需要衛星自主升軌。
不過,數量過多的星鏈衛星也引起了一些麻煩,如 2021 年我國天宮空間站曾為了躲避馬斯克的星鏈衛星進行兩次緊急避碰,而英國 One Web 公司旗下衛星也曾險些和星鏈衛星發生碰撞事件。因此,有天文學家批評稱,由于地球外層空間有限,數目繁多的星鏈衛星也更易增加碰撞事件發生的概率,形成更多的太空碎片,危害宇航員的生命安全。SpaceX 官網稱,這批星鏈衛星已經設計為跌入大氣層時會自動銷毀,這意味著不會產生軌道碎片,也不會有衛星部件撞擊地面,“星鏈團隊為減少軌道碎片做出了巨大努力” 。
美國太空探索技術公司首席執行官埃隆?馬斯克在接受采訪時表示,“星鏈” 將由 4.2 萬顆衛星組成,耗資約 300 億美元,不包括后期維護和補替費用。按照衛星單價為 100 萬美元計算,此次地磁暴令該公司損失了 4000 萬至 5000 萬美元。自 2015 年 2 月 “星鏈” 計劃啟動至今,美國太空探索技術公司已發射 2091 顆 “星鏈” 衛星,相當于 7 年完成總計劃的 5%。
據報道,“星鏈” 衛星的使用壽命約 5 至 7 年。也就是說,上述 4.2 萬顆衛星每隔 7 年需全部更換一遍,即每年要發射 6000 顆。若以每次集體發射 60 顆計算,每年需發射 100 次,平均每周發射約 2 次。目前,該公司發射頻率約為每兩周 1 次,1 年發射千余顆。以此速度,“星鏈” 計劃將是一個永無終日的 “黑洞”。
目前已升空的 “星鏈” 衛星主要為北美、歐洲等國家終端用戶提供網絡服務。單個用戶每月費用為 99 美元,終端接收器費用為 499 美元,而該接收器的成本在 2500 美元左右。在美國,以地面基站構建的家庭寬帶網每月最低費用在 80 美元以上。從商業角度看,“星鏈” 計劃規模龐大,但賺取的利潤并不高。而且,“星鏈” 的設計初衷是針對偏遠地區、遠洋艦船、航空器等地面基站尚未覆蓋的地區,而這些區域用戶量僅占全球人口的 3%。“星鏈” 計劃這種商業運營模式在讓人費解的同時,也引發外界對美國發展這一計劃真實意圖的諸多猜測。
事實上,“星鏈” 的真正價值不在商業而在軍事,未來或將引發新一輪 “星球大戰”。美國媒體稱,未來 “星鏈” 或將代替全球衛星定位系統(簡稱 GPS),成為美軍下一代 “可靠導航定位與授時” 的首選。測試結果顯示,“星鏈” 衛星的傳輸速率在 100Mbps 以上,精度在 1 米以內,信號強度是 GPS 的 10 倍以上,具備更強的抗干擾能力。目前,美軍使用高軌道衛星通信存在 250 毫秒的延遲傳輸,而 “星鏈” 衛星可提供 25 毫秒的低延遲速度,實現實時通信,并在各類武器平臺交換數據。事實上,美軍提出的 “多域作戰”“馬賽克戰”“作戰云” 等新型作戰概念,都是以 “星鏈” 提供的分布式極速數據通信為技術支撐,以達成 “從傳感器到武器” 的內聚式聯合作戰效應。
美軍現有各類偵察衛星存在過頂次數有限、分辨率不高、造價昂貴等缺點。而 “星鏈” 衛星具有成本低、數量多、覆蓋面廣、重訪周期短、識別率高等特點。在 “星鏈” 衛星上搭載各類軍用載荷,可對地面目標進行全方位、全天候偵察監視,也可遂行防空反導、攔截高超音速武器等任務。據報道,每顆 “星鏈” 衛星都配備氪離子推進器,具備機動可變軌功能。若搭載傳感器、機械臂、彈頭、激光、微波等裝備,可對他國衛星、空間站實施偵察監視、軟殺傷、硬摧毀等作戰行動。
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