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一场地磁风暴干掉马斯克 40 颗卫星

@航天爱好者网:【一场地磁风暴干掉马斯克 40 颗卫星】根据 SpaceX 公司官方声明(图 1),2 月 3 日发射了 49 颗 Starlink 组网卫星,但是由于上周四的地磁风暴的严重影响,导致近地轨道大气层密度暴增,卫星阻力剧增 50%,最终导致其中 40 颗卫星迅速再入大气层。。。

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以上是简述,下面说些细节。

Starlink 现在的部署策略非常保守,卫星入轨后会停泊在近地点仅有 210 千米的极低轨道,进行一系列在轨测试(initial system checkouts),确认卫星状态良好后,才会启动电推进行升轨。

如果在轨测试状态不佳,那就不采取升轨,很快就会再入大气层,再入过程会规划轨道,避免与其他卫星及航天器产生碰撞风险。

Starlink 目前零部件已经采用了 “无残留” 设计(design demise upon atmospheric reentry),所有部件均可再大气层中烧毁,不会坠落地面。

地磁风暴发生后,SpaceX 命令卫星进入安全模式(safe-mode),在该模式下它们将转为侧面迎风的姿态飞行(就像一张纸一样,fly edge-on
like a sheet of paper,见图 2),从而最大限度地减少阻力 —— 有效地 “躲避风暴”,但是这次该策略似乎并未奏效。

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初步分析显示,低空增加的阻力阻止了卫星离开安全模式开始轨道提升机动(the increased drag at the low altitudes prevented the satellites from leaving safe-mode to begin orbit raising maneuvers),多达 40 颗卫星将重新进入或已经重新进入地球大气层。

其实因为大气暴涨而提前 “夭折” 的航天器并不鲜见,比较著名的有美国的 “天空实验室”(Skylab)空间站(图 3),其在轨期间恰好赶上了上世纪第二强烈的太阳黑子活跃期,导致地球大气层被加热后膨胀,膨胀的大气使 “天空实验室” 所处的 400 公里近地轨道的阻力剧增,空间站轨道迅速下降衰减,于 1979 年提前再入大气层烧毁,而原定为其抬升轨道的航天飞机直到 1981 年才首次升空。

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有趣的是,在轨观测太阳活动正是天空实验室的建造目标之一,并专门配有观测太阳的 “阿波罗观测舱”(Apollo Telescope Mount),该舱使人类首次观测到日冕物质的抛射,因此当时有人称 “凝视太阳的空间站被太阳杀死了”。

图 5 为网友从波多黎各岛拍摄到的疑似星链集体再入的画面。

图 6 供侧面参考

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