近日,在低地球軌道衛星問題安理會阿里亞模式會議上,中方代表點名批評馬斯克Space X公司星鏈衛星“肆意擴張,缺乏有效監管,帶來顯著安全挑戰”。
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2021年,星鏈衛星曾2次“危險抵近”空間站,雙方存在碰撞危險。我國為了避免危險的發生,緊急避軌,以確保航天員的安全。12月,又有一顆編號為35956的星鏈衛星在約418 公里高度發生了嚴重的在軌異常,導致該衛星軌道高度迅速下降約4公里,并釋放出超過100個可被追蹤的碎片。
除此之外,2019年的時候,星鏈衛星還一度威脅歐空局的風神氣象衛星,迫使后者主動變軌。與此同時,世界各國天文學家也譴責星鏈衛星干擾天文觀測,造成光污染。
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隨著馬斯克的身家在Space X公司的加持下飆升到約7500億美元,他的星鏈衛星給人類帶來的危害也越來越大。在此之時,我國對其不負責的危險行為進行譴責,可以說是為全世界說了句公道話。
就在被我國譴責后不久,Space X公司又有了新動作。“星鏈”工程副總裁邁克爾·尼科爾斯表示,Space X公司計劃將執行星鏈衛星的降軌計劃,從運行于約550公里高度的衛星,降低到約480公里的高度,降軌幅度約70公里。
好好的,為什么要降軌呢?根據Space X自己的說法,這是為了確保安全。
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想要解釋這個問題,我們要知道一顆人造衛星應有的結局。太空雖然廣闊,但近地軌道資源是非常緊張的。所以,這個軌道上的衛星一旦即將退役,那么必須要離開這里,給新的衛星留出空間。
有的時候,一些國家和機構會選擇升軌的方式,讓它遠離地球。還有些時候,降軌是更優的選擇,通過再入大氣層,然后摩擦焚毀,不留后患。
以星鏈衛星為例,其設計壽命一般在5年左右。據報道,星鏈衛星目前已經采用了以氬為工質的霍爾推進器,足以在其退役的時候完成降軌工作。
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但問題在于,誰也不敢保證衛星永遠萬無一失,出現故障也是難免的。在這種情況下,該怎么辦?
答案就是,自然降軌。
咱們總說航天器在太空之中,好像這里完全離開了地球一樣。實際上,在超過100公里的軌道高度上,仍然有大氣,只不過越來越稀薄了而已。這么稀薄的大氣,確實不足以支持人類生存,但也會影響航天器的軌道。
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雖然這個影響很弱,但禁不住時間的日積月累。慢慢的航天器速度就會被削弱,不足以擺脫地球的引力,最終重返大氣層。所以,對衛星來說,即便失去了動力,也可以憑借大氣層的阻攔,自然脫軌,返回大氣層。
這就是Space X公司提及本次降軌的底層邏輯,480公里的軌道高度比550公里的大氣層稍微濃一點點,這樣就算發生意外,也更容易防止災難的發生。
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比如星鏈35956衛星,解體時所處的軌道高度是410公里左右,預計幾個月內就可以再入大氣層銷毀。尤其是當下太陽活動正在由強轉弱,高層大氣的密度還會降低,這次降軌也是伴隨著太陽活動的變化而采取的反應,否則在太陽活動期間,衛星的軌道衰減周期可能延長到4年以上!
除此之外,作為天基互聯網,星鏈衛星軌道的降低,可以更加接近終端用戶,降低延遲。不過,70公里的變化對這方面影響不大,其延遲也不是全來自于距離,所以主要因素還是更便于銷毀衛星。
這么說來,Space X還怪好的,在被批評之后馬上采取了相應的行動。
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但是,我們的空間站,軌道高度在400~450公里之間。這意味著,隨著星鏈軌道的降低,其和我們空間站的距離反而更近了!
雖說二者之間仍然有一定的距離,但在一些特殊情況下(比如衛星軌道的相對交匯點),二者仍然有“近距離接觸”的可能性。并且隨著星鏈衛星的降軌,這樣的特殊情況還會更多。
就算星鏈衛星主觀上不想撞擊空間站,一旦再次發生解體或者碰撞之類的事件,產生大量的太空垃圾,那么這些數不勝數的小碎片也會大幅提升對其他航天器的安全。別忘了,他們自己的國際空間站,軌道高度和我國差不多。
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在這種情況下,我們很難認為Space X是接受了中方的批評。
可以說,近地軌道正在變得越來越危險,但同時也越來越擁擠。世界經濟論壇2024年的一份報告顯示,未來10年內,低地球軌道衛星數量還將增加190%左右。這意味著,近地軌道資源正在迅速枯竭,航天器密度越來越高,風險也越來越大。
而且,一旦產生太空垃圾,其后果將是連鎖反應,因為新的碎片垃圾必將帶來更多風險,可能誘發更多碰撞。
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美國宇航局有一位科學家曾經提出了著名的“凱斯勒綜合癥”理論,描述的這種情況,最終可能導致太空垃圾危機一發而不可收拾,最終讓人類無法使用部分軌道。
僅僅去年一年,Space X公司就通過121次發射任務,在太空中投放了超過3000顆衛星,平均每天就能射上去近10顆,目前總數已經來到了約10000顆。根據馬斯克的計劃,其星鏈衛星的數量預計將達到42000顆!
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這么個數量,大有要承包低地球軌道的架勢。但他們承擔的安全義務,卻遠遠匹配不上衛星的增長速度。
根據Space X公司的說法,2026年內將有約4400顆星鏈衛星實施降軌。雖然美其名曰為了降低風險,但他們到底是否真的能承擔起太空安全的義務,我們還是先畫個問號吧。
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