科技商业资讯：初代星链卫星将达设计运行寿命，引发业内对于近地轨道环境的关注

10月13日科技区角科技商业资讯报道，美国星链的近地轨道卫星目前正以每天约 1-2 颗的数量完成设计运行寿命后被引导回大气层后自然分解。哈佛 - 史密森尼天体物理中心天体物理学家乔纳森・麦克道尔表示，随着更多卫星达到使用寿命，同时随着全球近地轨道卫星星座数量的持续激增，上述卫星陨落数量将会进一步上升。而这在很大程度上与卫星星座的设计问题息息相关。

尽管具体数据可能存在差异，但目前全球近地轨道上约有 10200 颗在役卫星。其中，约 8475 颗是星链的卫星。换言之，星链目前掌握着全球约 80% 的近地卫星数量。

欧洲航天局预计，到 2030 年，近地轨道卫星数量将增至约 10 万颗。这一增长主要得益于Space X，该公司计划在获得监管机构批准后，将其卫星星座规模扩大至惊人的 4.2 万颗，此外，全球其他企业及机构也在逐步跟进，比如杰夫・贝佐斯的「Kuiper」计划在未来部署 3200 颗卫星；另外我国也在这方面走在世界前列，以中国星网的「国网星座」以及上海微小卫星工程中心的「千帆星座」为代表，两套星座合计将在未来完成1.8 万颗卫星的发射及运营。

据悉，星链目前运行卫星的设计寿命为五年。在近地轨道中，物体所受重力仍约为地面重力的 95%，而为了能在近地轨道运行，卫星需要以超过 2.74 万公里 / 小时的横向飞行速度持续飞行。

在燃料耗尽前，SpaceX 会对卫星执行 “可控离轨” 操作，引导卫星以受控方式坠落，瞄准一片空旷的海域，而非随机进入大气层。

未来是否会成为问题

正如麦克道尔所解释的，SpaceX 自身也承认尽管按照设计要求卫星在完成服役并重新进入大气层时完全解体，但仍有部分卫星无法做到这一点。

由于星链卫星的部署数量异常庞大，其星座系统对地球表面所有人，以及近地轨道上的其他卫星，都构成了远超常规的威胁。如果两颗星链的卫星不幸发生意外碰撞，所产生的失控碎片可能会摧毁所有近地轨道卫星，这种的场景堪称噩梦。单次碰撞可能产生呈连锁扩散的碎片云，摧毁全球 GPS、通信、金融系统及气象监测的基础设施。

随着第一代星链卫星陆续达到五年的使用寿命，后续每天可能会有 4 至 5 颗卫星被主动引导返回地球。而随着星链卫星星座规模扩大到数万颗，这将会成为一个问题，地球高层大气可能会有持续不断的 “烟火秀”，形成大量的太空垃圾，而部分金属碎片有概率还会回到地球。

SpaceX表示，关于上述问题，公司有双保险设计，简单讲就是设计部署多个冗余系统，避免因单一故障点导致整体失效。另外 SpaceX 指出，星链卫星对人类造成伤害的风险低于“亿分之一”。此前 SpaceX 曾提及，旗下 “星链 V2 Mini” 卫星在再入大气层后，约有 5% 的卫星可能无法完全烧毁，但对于地球危害极小。

马斯克称，其最新款 “星链 V2” 卫星在设计上优化了高度与姿态控制系统，能极高精度地瞄准再入走廊，误差大致控制在轨道地面轨迹的 10% 以内，换算成飞行时间约为 10 分钟。SpaceX 表示，公司会通过等离子体舱测试模拟大气环境，以更深入地研究卫星部件在再入过程中的碎裂情况，进而改进对残骸残留概率的预测。

但无论如何改进，每一颗新发射的卫星，都在加剧近地轨道环境的脆弱性。

目前，全球每年约有 2000 颗卫星因为各种原因回到大气层，约向平流层释放 17 公吨氧化铝纳米颗粒。随着未来巨量的卫星星座数量增加，这一数字势必将快速上升。

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