低轨卫星加速坠落——来自太阳的“死亡之吻”？

撰文丨周炳红 中国科学院国家空间科学中心

2022年2月，SpaceX的49颗新卫星刚升空就诡异地加速坠落，仿佛被一只无形巨手从太空拽向地球。工程师虽奋力挽救，但近40颗卫星最终还是在与大气层的剧烈摩擦中，化作了悲壮的流星。

这并不是孤例，近年来，低轨卫星的坠落正在显著加速。2024年，仅坠入大气层的星链卫星就已超过300颗，数量触目惊心。没有碰撞，没有爆炸，究竟是谁，导演了这场太空中的集体坠落？

这并非科幻情节，而是一场正在真实上演的宇宙大戏。它的导演，远在1.5亿公里之外——就是我们赖以生存的太阳。

很多人印象里，太阳温和而慷慨。但它也有暴躁的一面。大约每隔11年，太阳就会进入一个“狂暴期”，频繁地向宇宙抛出由高能粒子组成的“能量炸弹”——这就是日冕物质抛射。当它不幸对准地球时，一场地磁风暴就此诞生。

地磁风暴对我们是梦幻的极光，对卫星却是噩梦的开始。它的巨大能量会加热地球高层大气，使其像海绵吸水一样膨胀。这就像地球突然“虚胖”了一圈，对于近地轨道卫星来说，如同在高速公路上飞驰时，一头扎进了浓雾。曾经可忽略的太空空气阻力，瞬间变成了致命杀手。

而星链卫星，恰恰是其中脆弱的受害者。其一，轨道较低，只有大约500公里，对大气密度的任何微小变化都极其敏感。其二，数量庞大，数千颗卫星的基数，使得任何一次地磁风暴，都能轻易“捕获”到一批倒霉的卫星。

如今，随着太阳活动在2025年左右达到高峰，观测到的数据显示，低轨卫星的轨道衰减率正急剧上升。数千颗卫星的“失控坠落”，则有可能引发更大的危机——“凯斯勒综合征”。

当轨道垃圾密度达到临界点，一次碰撞就能引发毁灭性的“雪崩效应”——一次碰撞产生成百上千的碎片，这些碎片再次撞击其它太空垃圾或卫星，又撞出更多碎片，循环往复，最终用一层危险的“碎片云”将地球轨道锁死，困住人类的航天活动。地磁风暴带来的轨道异常，极大地增加了碰撞风险，每一次紧急避让，都是在“凯斯勒综合征”的悬崖边上跳舞。

这场危机并非美国独有。中国也正在加速建设自己的低轨巨型星座。同样的轨道，同样的环境，我们也将面临地磁风暴同样的考验。面对这个全人类的共同挑战，我们该怎么办？

为此，我们的应对策略是三管齐下：

首先，是更精准的空间天气预报。像预报台风一样，提前预警，让卫星从容应对。其次，是更智能的“太空交通管理系统”。通过强大的监测网络，实时监控每一片危险碎片，为拥挤的太空规划出安全“航线”。最后，我们还需要“太空清道夫”，研发用“鱼叉”捕获、“大网”打捞甚至激光清除等技术，主动清理太空垃圾。

好了，总结一下：太阳爆发引发地磁爆，让地球高层大气密度增加，从而增加了低轨卫星的阻力，让卫星加速坠落。所有的低轨巨型星座都要面对这一挑战，只有发展更加先进的空间天气预报、太空交通管理系统，并主动清除太空垃圾，才能克服上面的挑战，顺利地奔向星辰大海！