40颗星链卫星报废，专家称太阳活动趋于活跃，更多卫星将受影响

埃隆·马斯克(Elon Musk)所领导的SpaceX已经感受到太阳活动的威胁：一场突如其来的地磁暴扰乱了地球大气层，导致大约40颗星链互联网卫星提前报废。SpaceX预计，公司单次发射升空的星链卫星几乎悉数损失殆尽。

但太空气象专家解释说，地磁暴并非罕见，预计在未来几年只会变得更频繁。2019年12月起，太阳开始为期11年的新活动周期，现在正进入太阳活动高峰期，预计2025年前后太阳活动将达到高峰。

航空航天公司研究科学家塔米莎·斯科夫（Tamitha Skov ）说：“此前(太阳风)之所以不是什么大问题，是因为在过去的三到四年时间里，一直处于我们所说的’太阳活动极小期’。”

值得注意的是，最近一次太阳活动极小期与近地轨道卫星数量的激增几乎同步。根据太空行业研究咨询公司Bryce Tech的分析，过去4年间全世界共发射约4000颗小型卫星，其中绝大多数在低地球轨道运行。

斯科夫坦言，“很多这样的商业项目……并不了解太空天气对卫星的影响有多大，尤其是这些小型卫星。”

太阳活动周期和卫星

地磁暴源自太阳活动所产生的太阳风。地球外围的磁场使得太阳风的能量释放到地球大气层中，导致地球上层大气升温。

图示：极光也源自地磁暴

“大多数人真的很喜欢这种现象，但他们根本没有意识到危害，因为他们所关注的是极光，”斯科夫说。

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)将测量的地磁暴强度等级设为G1至G5，上周毁掉星链卫星的地磁暴预计为G1级。预测科学协会研究科学家艾瑞卡·帕尔梅里奥（Erika Palmerio）解释说，G1级风暴很小“很常见”，通常在历时11年的太阳活动周期中会发生1700多次。

“G5是一场极端地磁暴，这种情况非常罕见。我们在每个太阳活动周期中会发现大约4个G5级地磁暴。”

帕尔梅里奥强调，G5级地磁暴会对电网或航天器操作等形成威胁，但对人体没有影响。

帕尔梅里奥表示，“这些地磁暴对地面上的人类没有直接危害。”

大气密度上升所带来的副作用是近地轨道卫星的阻力增加，这可能会导致航天器降轨运行，或者导致诸如星链卫星这种航天器坠入大气层并烧毁。

地磁暴导致辐射增加也会损坏航天器。帕尔梅里奥说，这种辐射会烧毁飞船上的仪器或探测器。

斯科夫强调，星链卫星“非常小”，但有很大的太阳能电池板，本质上也是给每颗卫星带了一副“巨大”的阻力伞。

图示：正在部署中的星链卫星

“谈到阻力时，这种设计无从解决，”斯科夫说。“多年来，太空气象学界的一些人一直在谈论星链卫星会从天空中消失，因为我们知道，太阳活动再次开始活跃只是时间问题。”

此外斯科夫说，地球的“海绵状”大气层意味着在环绕地球轨道上没有特定的最低安全高度。最近报废的星链卫星均位于刚刚发射升空的210公里高度上，这远低于星链卫星正常运行的550公里高度。但是斯科夫说，在星链卫星常规运行轨道上仍然有存在“阻力的可能性”。

历史教训

斯科夫和帕尔梅里奥都强调，地磁暴造成的破坏比通常人们所认为的更频繁，历史上太阳活动引发的此类事件比比皆是。

“1967年，一场太阳风暴导致北美防空司令部失去与一半卫星的联系，”斯科夫说，这一事件险些引发核战争。

1989年发生的另一场太阳风则使加拿大魁北克省的电网瘫痪，多伦多证券交易所交易暂停，发现号航天飞机上的传感器飞行故障。科学家认为这场太阳风还造成科学观测卫星太阳峰年（SMM）脱离轨道。

“这只是表象，”斯科夫补充说，太阳风还会对GPS系统和卫星电话造成“持续”影响。

2003年万圣节风暴导致有记录以来最强大的地磁暴。帕尔梅里奥说，不断增大的辐射导致从地球轨道到火星表面的各种太空科学仪器均遭到破坏。

与2014年4月达到高峰的前一个太阳活动周期相比，当前太阳活动周期的主要不同之处在于，近地轨道上多了数千颗卫星。

“但这仍是一片荒野，”斯科夫说。

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