2022-02-15 14:41:31 來源:
近日,美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)官方網(wǎng)站發(fā)布消息稱,由于遭遇地磁暴,該公司2月3日發(fā)射的49顆星鏈衛(wèi)星中,多達40顆衛(wèi)星于次日已經(jīng)或?qū)⒁獕嬋氪髿鈱訐p毀。該公司強調(diào),這些脫軌衛(wèi)星與其他衛(wèi)星相撞的風險為“零”。
什么是地磁暴?中國科學院國家空間科學中心研究員羅冰顯13日向科技日報記者解釋,太陽風到達地球,帶來地球磁場的擾動,如果擾動劇烈,就是地磁暴。太陽活動高年,地磁暴發(fā)生次數(shù)更多,級別也更高。通常使用地磁Kp指數(shù)(0—9級)來表征地磁擾動的強弱。
空間天氣監(jiān)測顯示,當?shù)貢r間2月4日,這批星鏈衛(wèi)星在約210公里處遭遇了Kp=5級別的地磁暴?!斑@屬于最低級別的地磁暴,對普通在軌衛(wèi)星影響不大?!绷_冰顯說。
據(jù)了解,星鏈衛(wèi)星部署在約550公里的近地軌道,為何這次在210公里軌道附近,未能“扛住”最低級別地磁暴的“沖擊”?
“‘天災’跟‘人禍’綜合到一起了?!敝袊茖W技術(shù)大學地球和空間科學學院教授雷久侯指出,這次星鏈衛(wèi)星事件是遭遇地磁暴而引起地球大氣受到加熱,使得衛(wèi)星阻力增加而不能升軌導致?!暗卮疟┗蛟S只是誘因,衛(wèi)星受損可能主要還是衛(wèi)星推進策略以及設計原因?qū)е??!彼麖娬{(diào)。
羅冰顯表示,本批次發(fā)射的星鏈衛(wèi)星的推進策略是,先用火箭將衛(wèi)星送入210公里的預定軌道,再用電推進器將衛(wèi)星送往更高處。對此,雷久侯說,“衛(wèi)星在210公里的軌道上采用電推進方式,大氣阻力與推進力可能大體相當。但是地磁暴導致大氣阻力增強,推進作用失效。在設計上,本批次星鏈衛(wèi)星進入安全模式回不了升軌狀態(tài)。”
“如果一開始就將星鏈衛(wèi)星送到更高軌道,即使遇到更強的地磁暴,甚至強很多倍的擾動,也不會引起衛(wèi)星快速損毀?!崩拙煤罱忉?,大氣密度隨高度指數(shù)衰減,軌道抬升100公里,大氣阻力要低1—2個數(shù)量級,因此,400—500公里軌道高度的大氣阻力相對較小?!耙话阈l(wèi)星會推到更高軌道,不會??吭?10公里高度?!彼f。
羅冰顯表示,經(jīng)過計算和觀測確認,這次地磁暴引起了大氣密度的上升(約10%)。此外,在衛(wèi)星受大氣阻力而高度下降的過程中,會遭遇越來越稠密的大氣。綜合來看,短時間內(nèi)衛(wèi)星受到的大氣阻力上升50%是有可能的。
對于脫軌星鏈衛(wèi)星的風險問題,羅冰顯表示:“這些衛(wèi)星從約210公里往下墜毀,重新進入大氣層后會燃燒殆盡,不會產(chǎn)生太空碎片,也不會有衛(wèi)星零部件撞擊地球表面?!?/p>
雷久侯補充道,這個過程估計需要幾天或更長的時間?!芭c其他衛(wèi)星碰撞幾率是比較低,但說風險為‘零’有些絕對。如果近段時間發(fā)射衛(wèi)星,還是需要規(guī)避經(jīng)過失控衛(wèi)星的空域。”
據(jù)報道,“星鏈”計劃由埃隆·馬斯克于2014年提出,共計劃向太空發(fā)射約4.2萬顆衛(wèi)星。截至2022年1月,該計劃已經(jīng)發(fā)射了2000顆衛(wèi)星。
地磁暴對人造衛(wèi)星的影響不可小覷。雷久侯表示,強大的太陽爆發(fā)事件可能導致強烈的地磁暴,使衛(wèi)星阻力增強、影響衛(wèi)星和地面通訊甚至導致一些衛(wèi)星器件失效。
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