SpaceX 的 Starlink 互联网轨道卫星正以越来越惊人的速度从近地轨道坠落, 一两颗卫星现在正在重新进入。 地球的大气层每一天。 根据 哈佛-史密森中心天体物理学家乔纳森·麦克道尔表示,随着更多卫星结束其使用寿命以及近地轨道(LEO)星座数量猛增,这个数字只会增加。这更多的是一个设计问题。
虽然数量有所不同,但目前近地轨道上约有 10,200 颗活跃卫星。其中,大约 8,475 是星链。换句话说,所有这些卫星中大约 80% 属于埃隆·马斯克的公司。
到 2030 年,欧洲航天局 等待 近地轨道卫星数量将增至约10万颗。。这主要归功于 SpaceX,该公司计划在等待监管部门批准的情况下将其卫星群扩大到惊人的 42,000 颗卫星,同时也归功于克隆星链网络,例如杰夫·贝索斯的 3,200 颗卫星柯伊伯卫星以及中国的国网和千帆,它们计划总共发射 18,000 颗卫星。
专为坠落而设计
每颗星链卫星的使用寿命为五年。它们在近地轨道上飞过天空。在那里,物体所感受到的重力仍然是我们在地面上感受到的重力的 95%。阻止它们暴跌的是它们超过 17,000 英里/小时的横向速度。
基本上,这些飞行器围绕地球坠落,每次坠落数厘米。但即使在这个高度,稀薄的大气层也会产生阻力,空气颗粒撞击卫星并减慢卫星的速度。作为补偿,它们发射机载氪-氩推进器,将它们升起以维持轨道轨迹。当燃料耗尽时,卫星将无法再自行推进,其轨道会衰减并坠毁。
在此之前,SpaceX 在受控坠毁中使卫星脱离轨道,使它们能够瞄准一片空旷的海洋,而不是随机进入。
为什么这是一个问题?
正如麦克道尔解释的那样——并且 SpaceX自己也承认了—有些卫星在重返大气层时不会解体,尽管它们的设计初衷就是如此。麦克道尔在一份声明中说:“它们(星链卫星)的设计初衷是为了完全燃烧。” 最近的采访 与地球天空。 “现在我们不确定我们是否真的相信它们真的燃烧了,但至少它们大部分都融化了。”
还有许多其他太空物体坠落地球的事件,包括美国天空实验室和苏联礼炮7号等大块空间站;欧洲阿丽亚娜5号的机头等火箭部件;俄罗斯 Kosmos 2251 等卫星(与铱星通信卫星相撞);甚至还有 SpaceX 自己的 Crew-9 Dragon 飞船的行李箱。
但由于部署的卫星数量惊人,星链星座对地球上所有居民以及近地轨道上的其他卫星来说都是一个巨大的担忧。如果马斯克的一颗卫星与另一颗卫星相撞,可能会引发连锁反应 称为凯斯勒综合症你可以在阿方索·卡隆的电影中看到 重力。
这是失控碎片碰撞的噩梦,摧毁了所有近地轨道卫星。一次事故就可能造成级联碎片场,摧毁全球定位系统、通信、金融系统和天气监测等基础设施。最坏的情况是,它可能使文明陷入混乱。目前,SpaceX 实质上是在向俄罗斯轮盘赌的轨道游戏扔子弹。
麦克道尔表示,随着数千颗星链卫星环绕世界,目前的脱轨速度仅仅是一个开始。随着第一代星链的五年到期日,我们每天都会看到四到五颗卫星有意返回地球。随着越来越多的星链达到其使用寿命,这个数字还将成倍增加。随着这个星座增长到数万个,我们面临着将高层大气变成一场燃烧有毒金属的永久烟花表演的风险,有时这些金属会坠落到地球上。
专为“彻底消失”而设计
2024年7月,马斯克的公司 让监管机构和公众放心 其卫星是为“彻底消失”而设计的,声称它们会蒸发成无害的灰尘。事实证明这只是一个幻想:八个月后, 新科学家 透露来自星链卫星的一块 2.5 公斤的铝片 坠入农场 在加拿大萨斯喀彻温省。 SpaceX 被迫承认这部分(调制解调器外壳的盖子)应该完全消失,但事实并非如此。农田里躺着一块 5 磅重的金属,证明马斯克的安全保证是错误的。
SpaceX 声称这仅发生过 一次 一颗卫星是一次失败的发射的一部分。然而,2025 年 1 月 一个新的火球划过芝加哥的天空。正如他当时在 X 上发布的那样, 麦克道尔认为 这是Starlink-5693。 作为回应 SpaceX 星链工程副总裁迈克尔·尼科尔斯 (Michael Nicolls) 在麦克道威尔的帖子中表示,这是一次由故障组件导致的失控再入。你的解释令人担忧的是:“要确保这一点,还有很多工作要做,特别是对于姿态控制能力下降的卫星。但正如你所指出的,卫星 几乎 返回后完全消失。” (强调我的)
垃圾太多
SpaceX 现在表示,它使用“安全带和支架方法”来确保安全,这是一种书呆子式的方式,指的是使用多个冗余系统来避免单点故障。报告称,人类受到伤害的风险“不到亿分之一”。公司 已经说过 对于其 Starlink V2 Mini 卫星,大约 5% 的卫星质量有可能在重返大气层时幸存下来,但坚称这些大部分是无害的硅碎片,其撞击能量相当于苹果坠落的能量。
马斯克表示,其最新的 Starlink V2 卫星设计有更好的高度和姿态控制,可以高精度瞄准再入走廊,大约在地球轨道路径的 10% 范围内,这意味着大约 10 分钟的飞行时间。 SpaceX 表示,它正在模拟大气条件的等离子室中进行测试,以更好地了解重返大气层过程中部件如何分解,从而提高对碎片生存能力的预测。但无论有何改进,每发射一颗新卫星都会导致轨道环境变得日益脆弱。 SpaceX尚未回应 快公司请求评论。
但除了潜在的身体伤害之外,还有更多需要考虑的因素。当这些卫星燃烧时,它们会用金属颗粒污染平流层,形成科学家所说的“人为流星雨”。研究人员现在发出警报,这些金属,特别是铝,可能会持续存在数年并催化臭氧层的破坏。
大气化学家丹尼尔·墨菲 说 科学 2024 年 11 月杂志:“几乎没有人考虑平流层对环境的影响。”激光质谱研究发现平流层中锂、铝、铜和铅的含量升高,超过了陨石的自然贡献。这些金属来自卫星再入,可以使天然金属的气溶胶浓度几乎翻倍,威胁臭氧保护。
目前,每年约有 2,000 颗卫星再入大气层,向平流层排放 17 吨氧化铝纳米颗粒。随着巨型星座的倍增,这个数字正在迅速增加。天文学家萨曼莎·劳勒说 科学“我们不能继续把土壤和大气当作垃圾容器。”
欧洲航天局总干事约瑟夫·阿施巴赫 (Josef Aschbacher) 是这样解释的 警告马斯克卫星的存在 金融时报 2021 年:“有一个人拥有世界上一半的活跃卫星。这真是太神奇了。事实上,他正在制定规则。世界其他地区,包括欧洲……只是反应不够快。”
我们正在目睹一位亿万富翁肆无忌惮的野心在没有真正监督的情况下重塑轨道公地。这个空间并不是马斯克的后院。尽管人类为此付出了代价,但马斯克只是耸耸肩,继续以统治地球为目标。
Fast Company 最具创新公司奖的截止日期延长至太平洋时间 10 月 10 日晚上 11:59。今天申请。