美国40多颗星链卫星遭遇地磁暴，为什么抵抗不了而纷纷坠落？

美国SpaceX公司近年来大力实施“星链计划”，准备在距离地面340-614公里的低轨空间中发射和部署总共4.2万颗卫星，形成低轨卫星互联网“星座”，目前在距离地面550公里高度的第一阶段工程中，已经部署了2000颗左右。

虽然SpaceX公司一直以来对外宣称，通过实施“星链计划”，将极大提升地球上人类的通讯以及信息化水平，并能从整体上推动人类文明的发展和进步，但是这个计划自实施以来，一直都遭受着众多科学家、专家学者以及民众的质疑和反对，人们普遍担心的因素主要来源于四个方面，即干扰地面观测、挤压太空空间资源、对大型空间设施产生威胁、产生大量的太空垃圾。这四个方面的问题，显然是当前的科学技术所无法避免的，SpaceX公司也无法自圆其说，而通过上述几个方面的因素，已经产生了诸多潜在的影响和威胁，比如报废卫星以及太空碎片、威胁我国天宫空间站等。

近期，SpaceX公司在实施新一轮“星链计划”时，又遇上了一个大麻烦。该公司于2月3日集中发射了49颗星链卫星，然而，在还没有将这些卫星送上预定轨道之时，遭遇了比较强烈的地磁暴影响，致使卫星无法再按照原有的推进计划升入更高的轨道，在发射日的第二天就有数颗坠毁，后续的数天内又有十几颗纷纷降入大气层，剩余的卫星则处于无法监测的失控状态，预计最终也会坠落。可以说，2月初SpaceX公司星链卫星的发射，算是彻底失败了。

那么，为什么这批星链卫星在受到地磁暴影响时，没有抵抗住呢？这么庞大且花费巨大的工程，为什么没有考虑到这种现象的影响呢？

要回答这些疑问，我们得先来了解一下什么是地磁暴。在地球的内部核心的外层，存在着由熔融态物质构成的圈层，这些物质随着地球的自转，不断发生着流动与摩擦，从而在地球的外层空间中形成了地磁场。一般来说，地磁场的强度表现得比较稳定。

不过，为地球提供光和热的太阳，同时也向地球释放着高速的等离子体，也就是我们俗称的“太阳风”，这些带电的等离子体在到达地球的外部空间之后，会与地磁场发生作用，一方面在地球磁场的“引导”下，将大部分带电粒子引导到地球的南北两极上空，从而有效保障了地球上的各种生物和自然环境免受高能粒子的侵扰；

另一方面，带电粒子也通过非常高的能量，使得地磁场发生压缩变形，一部分带电粒子会将巨大的能量“注入”到地磁磁尾的广阔空间中，形成环电电流，继而新形成不稳定的磁场，最终引发地磁场不同程度的扰动，地磁暴就此产生。一般情况下，太阳活动的强度越高，太阳风的强度也随之增加，最终对地磁场的扰动也就越高，地磁暴的强度就会越大。

可以说地磁暴是随时都会产生的，只不过由于太阳活动强度、太阳风强度的不同，地磁暴的强弱也不一样。一般情况下，地磁Kp指数小于等于5级的地磁暴，对地球大气层的密度、温度、磁场扰动影响不会很大，而高于5级的地磁暴，则就有较大的几率影响到中低轨卫星，使之监测能力下降甚至丧失，级别更大的地磁暴还可能会对地面上的电网产生影响和破坏。

根据公开的信息显示，此次影响到星链卫星的地磁暴指数只有5级，按理说不应该会对低轨卫星产生什么实质性影响，之所以美国星链卫星部署失败而纷纷坠落，究其原因还是其部署策略上出现了瑕疵。

此次发射的49颗星链卫星，并不是直接被推送到550公里左右的预定轨道上的，而是分为两个阶段，第一阶段是通过猎鹰9号火箭，将其先送入距离地面210公里左右的低轨道之上，第二阶段则是通过电推进器，将这些卫星的轨道提升，最终推送到550公里的最终轨道之上。

没有想到的是，在完成第一阶段的发射任务之后，这批星链卫星随即就遇到了这轮地磁暴，虽然从强度上看，此次地磁暴强度处于中低水平，但是，对于210公里高度的大气层来说，影响还是比较大的，受高能粒子冲击和地磁扰动的影响，这一区域大气层的密度和温度明显增加，根据相关监测数据，该区域大气层给予卫星运行的阻力值，要比正常情况下要高出50%左右。

处于210公里高度的这批星链卫星，由于此时相较于地球表面的线速度，不足以支撑它们稳定地围绕地球运行（毕竟后续第二阶段需要通过电推动方式提升高度）。在空气阻力迅速增加如此多的情况下，应用后续的电推进策略，显然是力不从心了，轨道上升不上去，线速度也不够，那么迎接它们的，必然是在重力作用下不断地下降，最终向地面坠落，从而焚毁在大气层中。

据预测，这批星链卫星，由于本身线速度不足，维持轨道的能力较弱，很大一部分会在事件发生后数天时间内坠落大气层焚毁，少部分卫星或许降低轨道的时间比较长一些，不过差不多半个月之后也将纷纷坠落。

由于这一高度下的在轨运行卫星数据较少，并不会对地球上空的其他卫星产生严重影响，然而，在这一期间新发射的卫星，则需要科学家们精确计划其发射和上升轨道，同时做好精密监测工作，从而避开正在坠落或者即将坠落的星链卫星，保障新发射卫星的安全。

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