馬斯克「星鏈」衞星突然大批墜落，發生了什麼

在地上，世界首富馬斯克和美國總統特朗普大鬧「分手」，最近卻表態想重歸於好；在天上，馬斯克的「星鏈」衞星如同流星一般墜落，年初甚至達到了一天掉四顆以上的驚人頻率。

2024年6月23日，在加州恩西尼塔斯，搭載着「星鏈」衞星的「獵鷹9號」火箭從范登堡太空軍基地發射升空。新華社發

據央視新聞6月12日報道，近年來，美國太空探索技術公司（SpaceX）旗下的「星鏈」衞星不斷提前墜落，引發人們對太空環境安全與衞星運行穩定性的廣泛關注。

研究顯示，「星鏈」衞星於2019年首次發射，2020年就有2顆墜落，從2020年到2024年有583顆「星鏈」衞星從極低地球軌道墜落，其中2021年墜落78顆、2022年99顆、2023年88顆，而2024年的墜落數量多達316顆。

進入2025年，這一趨勢還在急劇惡化。僅今年1月，就有超過120顆「星鏈」衞星墜入大氣層，平均每天有4顆以上的衞星化作天空中的「火球雨」！

作為人類歷史上第一個低軌巨星座系統，「星鏈」被普遍認為是航天領域一個重要的里程碑。目前已經發射上天的8000多顆「星鏈」衞星中，大約每15顆衞星中就有一顆墜落，到底發生了什麼？

圖源：論文《在第25太陽活動周期上升階段追蹤星鏈衞星的再入過程》

太陽「脾氣」越來越大，低軌衞星面臨前所未有的挑戰

據新華社報道，美國戈達德航天中心和馬里蘭大學的研究人員近日在瑞士《天文學與太空科學前沿》雜誌上發表論文説，從2020年到2024年，有1190顆衞星從極低地球軌道（VLEO）墜落，其中583顆是「星鏈」衞星。研究人員利用衞星的「兩行式軌道數據（TLE）」，分析了2020年至2024年期間地磁活動對523顆「星鏈」衞星墜落的影響。

太陽活動以約11年為一個周期，呈現由弱到強、再由強轉弱的周期性變化。2020年至2024年，太陽活動處於第25個周期的上升和高峰階段。NASA研究人員表示，本周期「比上一個太陽周期更為強烈」。

研究還發現，自2020年以來，太陽活動一直在穩步增加，預計將在2025年左右達到峰值，這使得各國低軌衞星面臨着前所未有的挑戰。

太陽風如何「吹落」衞星？地球高層大氣受熱膨脹

根據科學家的研究，在被稱為「太陽活動極大期」的活動峰值期，太陽表面會出現許多黑子，產生強烈的太陽風和耀斑。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並引發磁暴時，不僅會帶來美麗的極光，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，導致高層大氣的密度和阻力增加。

「太陽活動增強會劇烈加熱地球電離層，尤其是基層區域，」國際宇航聯空間運輸委員會主席楊宇光解釋説，「這會導致地球大氣的頂層電離層大氣膨脹、密度上升，使本來極為稀薄的高層大氣阻力成倍增加。」

圖源：央視新聞

楊宇光指出，這種大氣阻力雖小，卻因衞星運行速度高達每秒7.8公里，依然能對其產生顯著影響。「大氣阻力與密度乘以速度的平方成正比，所以速度一高，哪怕密度再稀薄，也會造成不小的減速效應。」當衞星遭遇更大阻力，越來越慢，從而從原有軌道下降，最終提前墜入大氣層燒燬。

必須強調的是，儘管科學界把離海平面100公里高度的卡門線作為地球大氣層和太空的分界線，但實際上，卡門線以上並非沒有一點大氣，只是高度越高空氣越稀薄而已。

據專家介紹，航天器的軌道高度一般都在200公里以上。「星鏈」星座由好幾層軌道共同組成，其最低軌道高度約300多公里。「在一百多公里到兩三百公里的高度，大氣密度差異非常大。」楊宇光説，「高軌衞星所處環境更為稀薄，受太陽活動擾動的影響比低軌衞星小得多。」

楊宇光還指出了一種情況：衞星剛入軌時往往展開太陽能板朝向太陽吸收能量，如果太陽恰好處在衞星的前進方向上，導致太陽能板「迎風前行」。「這就像開車時迎着強風打傘，阻力會驟然增加。在太陽活動增強、大氣變‘濃’的時期，衞星受到的阻力更大，本該逐步升高到工作軌道的衞星，還沒來得及‘爬高’，就因減速過快提前墜入大氣層燒燬了。」

藝術家對「星鏈」衞星在軌運行的印象圖。圖源：英國《新科學家》雜誌

「星鏈」等低軌衞星的設計壽命一般約5年。研究顯示，地磁活動對「星鏈」衞星的墜落影響顯著，隨着地磁活動增加，「星鏈」衞星的墜落往往比地磁平靜期更早。在強烈地磁暴期間，衞星從約280公里的高度重返大氣層的下落階段，比地磁平靜期縮短10至12天。

商業航天平臺公司中科天塔CTO董衞華表示，「太陽風暴的存在，會使衞星比理論上減少20%的壽命。

董衞華還指出，衞星軌道的衰減，會顯著影響衞星軌道預報精度。「在正常太陽活動狀態下，我們對衞星24小時內的軌道預報誤差基本控制在100米以內。但如果太陽活動頻繁，衞星實際位置與預測位置甚至會差1公里左右。」

天上每天掉衞星，會對我們的生命財產安全造成威脅嗎？

除了對衞星壽命的影響，頻繁墜毀的「星鏈」衞星也引發了新的環境與安全問題。

據介紹，傳統放置在地球靜止軌道上的通信衞星網絡，只需要幾顆衞星便可以服務全世界，使用壽命可達15到20年。

「獵鷹9號」火箭點火升空。圖源：央視新聞

馬斯克曾表示，「星鏈」將由4.2萬顆衞星組成。據美國市場研究和諮詢公司Quilty Space估算，「星鏈」V2 Mini、V3衞星的成本分別為80萬美元、120萬美元。

據天文學家喬納森·麥克道爾透露，截至2025年5月30日，共有7578顆「星鏈」衞星在軌道上運行，其中7556顆處於工作狀態。

目前有很多科學家擔心，數量如此龐大的巨型衞星星座可能會以我們尚不瞭解的方式破壞大氣層。例如，衞星再入大氣層的過程會導致它們在穿越大氣層時燃燒殆盡，釋放出鋁等金屬，而氧化鋁可以存在數十年並導致「嚴重的臭氧消耗」。

還有一些公眾擔心，這種快速再入過程中，部分衞星碎片可能無法在大氣中完全燒燬，從而墜落到地球帶來危險。對此楊宇光表示，在稍大一點的航天器中可能存在一些耐燒部件，有掉落到地面的可能性，不過這種概率非常低。

英國《新科學家》網站近日報道稱，2024年8月，加拿大薩斯喀徹温省一處農場上，就發現了一塊重達2.5公斤的「星鏈」殘骸。這是目前唯一經證實「星鏈」衞星未在大氣層中燒燬的案例。

科學家呼籲，隨着低軌衞星數量不斷增加，需要在太陽和地磁活動劇烈時期加強監測和相關預測，以預防在軌碰撞及衞星碎片對地球的潛在影響。

潮新聞客户端 記者 屠晨昕