馬斯克的網際網路衛星為什麼才一年就大批墜毀？

Starlink-32墜毀

當地時間2020年9月11日23:03，幾個閃耀的光點出現在巴西聖保羅的城市上空，隨著高度的降低，光點越來越亮，最後拖著長長的尾焰消失在視野中。航天專家們判斷，這幾個亮點是2019年5月24號美國太空探索公司發射的星鏈-32號衛星殘骸，其墜落時間比此前的預計（22:34）晚了半個小時。

墜毀的Starlink-32

一部分媒體說此次事件是「SpaceX星鏈衛星集體入大氣層」，這個表述不準確。Starlink-32就是一顆衛星，只不過在焚燒之前它就已經解體，因此我們看到的是四個亮點。

在Starlink-32墜毀之前，也有多顆星鏈衛星脫離軌道，並且至今已經有多達31顆星鏈衛星墜入大氣層。這些衛星中的絕大多數都是2019年發射，從這個角度說「集體進入大氣層」也對。

燃燒的衛星

馬斯克的「雄心」

埃隆·馬斯克正在打造一個太空寬帶互聯通訊網絡，這個網絡類似於許多年前的「依星計劃」，就是用12000顆小型低軌道通信衛星構建起一個網絡，以實現與地面之間的寬帶通訊。這個計劃在2019年10月進一步擴大到42000顆以上的通訊衛星，希望實現全球範圍的寬帶覆蓋。

星鏈裹地球

馬斯克原先打算將他的「星鏈」發射到距離地面600公裡的近地軌道，這裡高度更高，衛星覆蓋範圍更大並且更節省燃料。但人們擔心這些衛星失效後遲遲掉不下來，從而變成危險的太空垃圾。作為回應，馬斯克將衛星的軌道高度降低到550公裡以下，這樣當衛星燃料耗盡，它會更容易掉落到地面。

與傳統的通信衛星不同，「星鏈」是一種微小衛星，它的發射重量大約在227~260千克，這種衛星在SpaceX的衛星工廠裡批量製造，一天大約可以生產7顆，而一枚獵鷹9火箭一次可以把60顆這樣的小衛星播撒到近地軌道上，這可以大大壓縮成本。

批量生產批量發射以節省成本

馬斯克宣傳說這種衛星可以服務於偏遠地區的網際網路用戶，實際上「星鏈」的第一個大客戶是美國國防部，因為這種全球性的寬帶網絡未來不僅可以服務於地面部隊和海面艦隊，還能為空軍戰機和無人機提供高速通訊支持。因此，我們有理由相信未來五角大樓會是「星鏈」最大的客戶。

美軍是「星鏈」的大客戶

空氣阻力

地球大氣層有多厚？你可能會說：「100公裡呀！」

確實，在我們大氣層約100公裡的高空，有一個「卡門線」，一般認為只要過了這條線，再往上就進入太空了。空氣動力飛行器只能在卡門線之下飛行，而在卡門線之上機翼完全不起作用，衛星不用翅膀也能飛行。

星鏈實際上受到空氣阻力的影響

但地球的大氣層其實並沒有一條清晰的邊界，即使是在400多公裡的高空依然還存在稀薄的空氣。在這個高度飛行的國際空間站和其它低軌道衛星每年都要依靠噴氣發動機做幾次加速運動，通過速度來提升軌道高度，否則受空氣阻力的影響它們的速度會越來越慢，最終墜入大氣層燒毀。

「星鏈」衛星的軌道高度降到550公裡後，它受到的空氣阻力比600公裡高度要大，因此衛星需要依靠氪霍爾效應推進器來保持速度，當衛星的燃料耗盡時，衛星會在兩年內墜入稠密的大氣層並燒毀。

衛星墜毀

「星鏈」的淘汰

除了專門用於測試的實驗衛星外，星鏈衛星的在軌服役時間大致在5年左右，之後衛星會脫離軌道掉落下來，由新發射上去的新衛星填補空缺。

但2019年發射的V0.9版本衛星並不是實驗衛星，這個版本的衛星中有兩顆是為了驗證墜落安全性而故意墜毀的，其它二十幾顆衛星應當位於很低的軌道。在2020年新發射的衛星中也有4顆墜毀，在已公開的資料顯示，這4顆衛星的墜落都與美國空軍的測試有關。

火箭回收技術降低了衛星發射成本

未來會有更多「星鏈」衛星更頻繁地墜落地面，因為SpaceX的通信衛星中有相當多的部分位於340公裡的近地軌道，這裡的空氣更加稠密，使得小衛星的在軌壽命更短。那些失控的衛星也給其他國家的航天發射造成麻煩，因為「星鏈」的軌道並不向所有國家公開，並且在衛星燃料耗盡後它就不再受控，從而對各國太空飛行器構成重大威脅。

軌道擁擠，以後發射衛星會越來越難

總之，以後的太空飛行是越來越難了。