近日 , 美国太空探索技术公司(SpaceX)官方网站发布消息称 , 由于遭遇地磁暴 , 该公司2月3日发射的49颗星链卫星中 , 多达40颗卫星于次日已经或将要坠入大气层损毁 。 该公司强调 , 这些脱轨卫星与其他卫星相撞的风险为“零” 。
什么是地磁暴?中国科学院国家空间科学中心研究员罗冰显13日向科技日报采访人员解释 , 太阳风到达地球 , 带来地球磁场的扰动 , 如果扰动剧烈 , 就是地磁暴 。 太阳活动高年 , 地磁暴发生次数更多 , 级别也更高 。 通常使用地磁Kp指数(0—9级)来表征地磁扰动的强弱 。
空间天气监测显示 , 当地时间2月4日 , 这批星链卫星在约210公里处遭遇了Kp=5级别的地磁暴 。 “这属于最低级别的地磁暴 , 对普通在轨卫星影响不大 。 ”罗冰显说 。
据了解 , 星链卫星部署在约550公里的近地轨道 , 为何这次在210公里轨道附近 , 未能“扛住”最低级别地磁暴的“冲击”?
“‘天灾’跟‘人祸’综合到一起了 。 ”中国科学技术大学地球和空间科学学院教授雷久侯指出 , 这次星链卫星事件是遭遇地磁暴而引起地球大气受到加热 , 使得卫星阻力增加而不能升轨导致 。 “地磁暴或许只是诱因 , 卫星受损可能主要还是卫星推进策略以及设计原因导致 。 ”他强调 。
罗冰显表示 , 本批次发射的星链卫星的推进策略是 , 先用火箭将卫星送入210公里的预定轨道 , 再用电推进器将卫星送往更高处 。 对此 , 雷久侯说 , “卫星在210公里的轨道上采用电推进方式 , 大气阻力与推进力可能大体相当 。 但是地磁暴导致大气阻力增强 , 推进作用失效 。 在设计上 , 本批次星链卫星进入安全模式回不了升轨状态 。 ”
“如果一开始就将星链卫星送到更高轨道 , 即使遇到更强的地磁暴 , 甚至强很多倍的扰动 , 也不会引起卫星快速损毁 。 ”雷久侯解释 , 大气密度随高度指数衰减 , 轨道抬升100公里 , 大气阻力要低1—2个数量级 , 因此 , 400—500公里轨道高度的大气阻力相对较小 。 “一般卫星会推到更高轨道 , 不会停靠在210公里高度 。 ”他说 。
罗冰显表示 , 经过计算和观测确认 , 这次地磁暴引起了大气密度的上升(约10%) 。 此外 , 在卫星受大气阻力而高度下降的过程中 , 会遭遇越来越稠密的大气 。 综合来看 , 短时间内卫星受到的大气阻力上升50%是有可能的 。
对于脱轨星链卫星的风险问题 , 罗冰显表示:“这些卫星从约210公里往下坠毁 , 重新进入大气层后会燃烧殆尽 , 不会产生太空碎片 , 也不会有卫星零部件撞击地球表面 。 ”
雷久侯补充道 , 这个过程估计需要几天或更长的时间 。 “与其他卫星碰撞几率是比较低 , 但说风险为‘零’有些绝对 。 如果近段时间发射卫星 , 还是需要规避经过失控卫星的空域 。 ”
据报道 , “星链”计划由埃隆·马斯克于2014年提出 , 共计划向太空发射约4.2万颗卫星 。 截至2022年1月 , 该计划已经发射了2000颗卫星 。
【磁暴|遭遇最低级别地磁暴 美星链卫星脱轨“自”有原因】地磁暴对人造卫星的影响不可小觑 。 雷久侯表示 , 强大的太阳爆发事件可能导致强烈的地磁暴 , 使卫星阻力增强、影响卫星和地面通讯甚至导致一些卫星器件失效 。 采访人员 唐 芳
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