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马斯克哭了!仅发射一天后,SpaceX的40颗星链卫星报废

近日,太空中发生了一件让人惊讶的事情,马斯克发射的数十颗星链卫星被地磁风暴给干坏了。

马斯克哭了!仅发射一天后,SpaceX的40颗星链卫星报废

当地时间2月8日,马斯克的美国太空探索技术公司(SpaceX)发布官方消息称,公司于今年2月3日发射的49颗星链卫星中的40颗已经被一场地磁风暴给毁掉了,预估这些卫星将在不久之后重返大气层销毁,剩下的9颗又难以在轨组网承担信号传播任务。

美东时间2月3日下午,SpaceX通过猎鹰9号火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心向低地球轨道发射了一批“星链”卫星,火箭第二级将卫星送入预定轨道,其近地点在地球上空约210公里,卫星需要自行升轨。由于突然受到地磁暴影响,导致其中40颗卫星难以开始机动升轨,只能被迫重返地球大气层进行销毁。

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图注:在波多黎各,当地居民拍摄到坠毁的星链卫星划破夜空

根据隶属于美国国家海洋和大气管理局的空间天气预报中心报告,此次地磁暴由1月30日一次太阳风暴引起,其产生的高能粒子流最终在2月2日抵达其近地轨道附近,最终造成地磁扰动。

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“星链”卫星

SpaceX网站表示,“星链”团队随即指挥卫星进入安全模式,使其侧翼飞行,以尽量减少大气阻力,有效躲避磁暴,同时与地面实验室密切合作,通过雷达监测获取卫星最新情况。但初步分析显示,在目前阻力下,卫星后续难以脱离安全模式开始机动升轨,多达40颗卫星将重返或已重返地球大气层。

SpaceX表示,之所以选择在近地轨道部署卫星,就是为了在少数出现故障的情况下可以保证迅速处理。事实证明,正是这一轨道设计使得这批卫星更易受到该场地磁暴的影响。这些脱离轨道的卫星与其他卫星的碰撞风险为零,因为按照设计,卫星一旦进入大气层就会消亡,并不会产生轨道碎片,也不会有卫星残骸落到地面。

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地磁暴是如何影响卫星运行的?

2022年1月30日,太阳打了个“喷嚏”,爆发了一次CME事件(Coronal Mass Ejections:日冕物质抛射事件),级别是M1级。2022年1月30日爆发,并将于2022年2月2日抵达地球。

这是太阳耀斑活动后,强大的磁场加速了日冕物质中的带电粒子,使其脱离太阳引力向太阳系抛射的过程,被称之为日冕物质抛射事件,按太空探测器静止环境观测卫星(GOES)在地球附近测量到的X射线峰值通量,以每平方米的瓦特数(W/m^2)分为A、B、C、M或X几个不同的等级:

以当前的CME事件级别,X级为最高,当然X后面跟随的数字越大,那么级别也越高,比如X-2耀斑的能量是X-1,1月30日的那次为M级,影响其实并不是很大,可能会造成航天器通信中断,但还不至于达到灾难性等级。

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NOAA模型显示2022年2月2日CME的影响时间

带电粒子对高层大气轰击会加热大气分子,那么地球的大气层就会膨胀那么一点,尽管说只有一点,但地球的大气层可是高达上百千米,而高层大气延伸距离则更远,因此这一膨胀,本来处于卫星离子发动机维持轨道的阈值之上的,结果因为遭遇了比预计密度更高的大气分子,本来就很低推力的离子发动机,甚至在安全模式下都无法有足够的电力(太阳能电池侧对着前进方向,不一定能持续供电)开启发动机。

结果就是推力小于阻力,卫星越来越低,最终坠入“大气分子比较稠密”的低轨道,只能眼睁睁看着卫星越来越低,最终化作一道流星消失于天际。

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“星链”项目一直以来受到天文学家的批评,原因在于卫星发出的光会使研究人员用于捕获夜空图像的探测器饱和,留下破坏图像像素的细条纹,妨碍天文观测。

茨威基瞬变设施 (ZTF) 专门用于观测瞬变天文事件,随着 SpaceX 加速推进星链计划,在轨卫星数量快速增加,这些卫星对 ZTF 观测结果带来的污染比例有了显著的提高。在将近两年的时间里,ZTF 观测照片中总共出现了超过5300条星链卫星的轨迹。

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根据美国《航空周刊》2020年的报道,马斯克曾表示,重复利用猎鹰9号的边际成本为约1500万美元(约合人民币9543万元)。此前还有报道称,马斯克曾暗示,单颗“星链”卫星的制造成本远低于50万美元。

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值得注意的是,近年来SpaceX公司发射的卫星和火箭残骸多次对其他国家航天器构成威胁,外界担忧该公司在航天领域的野蛮行为,可能导致地球轨道上的太空垃圾数量猛增。

就在去年年底,星链就因为随意调整轨道,从而对大陆空间站造成了碰撞威胁,使得大陆空间站不得不被迫两次紧急调整轨道。

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据此前报道,“星链”项目原先计划在2019年至2024年期间向太空发射1.2万颗低空轨道卫星,搭建网络提供互联网服务,后把计划发射数量增加到约3万颗。

SpaceX公司创始人马斯克今年1月15日在社交媒体上称,目前有1469颗正在工作的“星链”卫星,还有272颗正在向预定轨道行进。

END

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