20多顆衛星失控！馬斯克遭遇入冬第一擊，秒速7公裡成定時炸彈

2020-10-29 宇宙印象

編者按：冬季即將來臨，Starlink星鏈衛星也遭遇了入冬第一擊，目前發射了800多顆通信衛星，但是有3%的的失效率，有20多顆通信衛星失控。雖然這些衛星只有數百公斤，但失控起來仍然具備極大的威脅，如同軌道定時炸彈。SpaceX如何處理這些衛星，這一個棘手的問題，因為4.2萬顆衛星全部入軌，按照3%的失效率計算，有1000多顆衛星在軌道上失控遊蕩，工作高度在328公裡至580公裡，這也是國際空間站的運行高度。

宇宙印象｜頭條獨家 深度科普欄目第1717期

SpaceX公司在這些年陸續發射的Starlink星鏈衛星已經部署了800多顆，試圖建立起人類第一座空間網際網路。Starlink星鏈的目標是讓偏遠地區的人們也用上網際網路，不需要建立地面基站，這個方法可以大大節約地面基站的建設成本。從全球的角度看，空間網際網路可以適用於全球任何一個角落，即便在南極、沙漠都能收到網際網路信號，這個意義是重大的。

圖片解讀：SpaceX公司的Starlink星鏈工程將在地球軌道上部署4.2萬顆小衛星

圖片解讀：星鏈計劃的小衛星過境

圖片解讀：星鏈計劃可將地球包圍起來，讓非城市範圍內的用戶都能接入網際網路

到目前為止，Starlink星鏈計劃已經部署了大約800顆通信衛星，每顆衛星數百公斤重，地面工廠每月可以生產120顆這樣的衛星，馬斯克預計在10年內向地球軌道發射4.2萬顆衛星。在已經部署的800多顆衛星中，大約有3％的衛星失效，這需要Starlink星鏈計劃繼續補網發射。

Starlink星鏈給全球帶來網際網路接入的同時，也產生了一些問題，比如光汙染和射頻幹擾。而且衛星的故障率從目前看也有些高。3%失效的衛星對地面指令沒有響應，無法在軌道上進行操控，就像一個定時炸彈部署在軌道上，可能與其他太空飛行器相撞導致空間事故。


圖片解讀：星鏈的小衛星，一共60顆

為了防止在軌道上發生碰撞，馬斯克的解決方法是在衛星配備霍爾效應推進器，這是一種離子發動機，體積較小，可用其提高軌道高度，或者降低軌道讓其在大氣層中燒毀。根據美國聯邦通信委員會的最新消息，目前有幾顆衛星已經無法機動，不幸的是，SpaceX公司沒有提供哪些衛星已經失效。如果按照800多顆衛星入軌部署算，3%的失效率意味著有20多顆衛星變成了軌道垃圾，這給空間安全構成了挑戰。即便失效率低於3%，按照4.2萬顆衛星算，有1000多顆衛星失效，這可不是小數目。


圖片解讀：失控的小衛星可對國際空間站構成威脅

圖片解讀：失控的小衛星速度在每秒7公裡左右，對太空飛行器、空間站而言都是一個巨大的定時炸彈

Starlink星鏈部署的軌道高度為328公裡至580公裡，這個高度剛好是許多太空飛行器運行的軌道高度，比如國際空間站就在400公裡高度進行，我們的天宮號空間站的軌道高度也差不多在這個區間內。截止2020年上半年，地球軌道上有5500多顆衛星，其中有2300多顆衛星正在運行中，隨著Starlink星鏈失效的衛星數量增加，這些太空垃圾處理起來將是一個棘手的事。除了衛星外，地球軌道上還有3.4萬個直徑超過10釐米的碎片，90萬個直徑在1釐米至10釐米的碎片，還有數百萬個直徑在1毫米至1釐米之間的碎片。


圖片解讀：美空軍對軌道物體的監視積累了較多的數據

為了對4.2萬顆衛星進行監視，SpaceX聯合了美國空軍聯合太空作戰中心、NASA軌道碎片監視計劃對Starlink星鏈衛星進行監控。SpaceX也利用新技術和升級的迭代設計，以每次60顆衛星為增量進行部署，避免發射更多有問題的衛星。單次部署衛星的數量控制在60顆。

SpaceX的Starlink星鏈項目也引發了全球建造空間網際網路的熱潮，中國國家發改委在今年4月明確了新基建的範圍，衛星網際網路被重點突出，屬於我國的衛星網際網路也將在未來幾年內開始建造。

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