在地上，世界首富马斯克和美国总统特朗普大闹“分手”，最近却表态想重归于好；在天上，马斯克的“星链”卫星如同流星一般坠落，年初甚至达到了一天掉四颗以上的惊人频率。

2024年6月23日，在加州恩西尼塔斯，搭载着“星链”卫星的“猎鹰9号”火箭从范登堡太空军基地发射升空。新华社发

据央视新闻6月12日报道，近年来，美国太空探索技术公司（SpaceX）旗下的“星链”卫星不断提前坠落，引发人们对太空环境安全与卫星运行稳定性的广泛关注。

研究显示，“星链”卫星于2019年首次发射，2020年就有2颗坠落，从2020年到2024年有583颗“星链”卫星从极低地球轨道坠落，其中2021年坠落78颗、2022年99颗、2023年88颗，而2024年的坠落数量多达316颗。

进入2025年，这一趋势还在急剧恶化。仅今年1月，就有超过120颗“星链”卫星坠入大气层，平均每天有4颗以上的卫星化作天空中的“火球雨”！

作为人类历史上第一个低轨巨星座系统，“星链”被普遍认为是航天领域一个重要的里程碑。目前已经发射上天的8000多颗“星链”卫星中，大约每15颗卫星中就有一颗坠落，到底发生了什么？

图源：论文《在第25太阳活动周期上升阶段追踪星链卫星的再入过程》

太阳“脾气”越来越大，低轨卫星面临前所未有的挑战

据新华社报道，美国戈达德航天中心和马里兰大学的研究人员近日在瑞士《天文学与太空科学前沿》杂志上发表论文说，从2020年到2024年，有1190颗卫星从极低地球轨道（VLEO）坠落，其中583颗是“星链”卫星。研究人员利用卫星的“两行式轨道数据（TLE）”，分析了2020年至2024年期间地磁活动对523颗“星链”卫星坠落的影响。

太阳活动以约11年为一个周期，呈现由弱到强、再由强转弱的周期性变化。2020年至2024年，太阳活动处于第25个周期的上升和高峰阶段。NASA研究人员表示，本周期“比上一个太阳周期更为强烈”。

研究还发现，自2020年以来，太阳活动一直在稳步增加，预计将在2025年左右达到峰值，这使得各国低轨卫星面临着前所未有的挑战。

太阳风如何“吹落”卫星？地球高层大气受热膨胀

根据科学家的研究，在被称为“太阳活动极大期”的活动峰值期，太阳表面会出现许多黑子，产生强烈的太阳风和耀斑。太阳风通过日冕洞向外喷发，其中一部分物质会朝地球方向飞去，引发磁暴。

当太阳等离子体到达地球并引发磁暴时，不仅会带来美丽的极光，还会产生另一种效应——一种对上层大气的加热现象。大气层被加热后会膨胀，导致高层大气的密度和阻力增加。

“太阳活动增强会剧烈加热地球电离层，尤其是基层区域，”国际宇航联空间运输委员会主席杨宇光解释说，“这会导致地球大气的顶层电离层大气膨胀、密度上升，使本来极为稀薄的高层大气阻力成倍增加。”

图源：央视新闻

杨宇光指出，这种大气阻力虽小，却因卫星运行速度高达每秒7.8公里，依然能对其产生显著影响。“大气阻力与密度乘以速度的平方成正比，所以速度一高，哪怕密度再稀薄，也会造成不小的减速效应。”当卫星遭遇更大阻力，越来越慢，从而从原有轨道下降，最终提前坠入大气层烧毁。

必须强调的是，尽管科学界把离海平面100公里高度的卡门线作为地球大气层和太空的分界线，但实际上，卡门线以上并非没有一点大气，只是高度越高空气越稀薄而已。

据专家介绍，航天器的轨道高度一般都在200公里以上。“星链”星座由好几层轨道共同组成，其最低轨道高度约300多公里。“在一百多公里到两三百公里的高度，大气密度差异非常大。”杨宇光说，“高轨卫星所处环境更为稀薄，受太阳活动扰动的影响比低轨卫星小得多。”

杨宇光还指出了一种情况：卫星刚入轨时往往展开太阳能板朝向太阳吸收能量，如果太阳恰好处在卫星的前进方向上，导致太阳能板“迎风前行”。“这就像开车时迎着强风打伞，阻力会骤然增加。在太阳活动增强、大气变‘浓’的时期，卫星受到的阻力更大，本该逐步升高到工作轨道的卫星，还没来得及‘爬高’，就因减速过快提前坠入大气层烧毁了。”

艺术家对“星链”卫星在轨运行的印象图。图源：英国《新科学家》杂志

“星链”等低轨卫星的设计寿命一般约5年。研究显示，地磁活动对“星链”卫星的坠落影响显著，随着地磁活动增加，“星链”卫星的坠落往往比地磁平静期更早。在强烈地磁暴期间，卫星从约280公里的高度重返大气层的下落阶段，比地磁平静期缩短10至12天。

商业航天平台公司中科天塔CTO董卫华表示，“太阳风暴的存在，会使卫星比理论上减少20%的寿命。

董卫华还指出，卫星轨道的衰减，会显著影响卫星轨道预报精度。“在正常太阳活动状态下，我们对卫星24小时内的轨道预报误差基本控制在100米以内。但如果太阳活动频繁，卫星实际位置与预测位置甚至会差1公里左右。”

天上每天掉卫星，会对我们的生命财产安全造成威胁吗？

除了对卫星寿命的影响，频繁坠毁的“星链”卫星也引发了新的环境与安全问题。

据介绍，传统放置在地球静止轨道上的通信卫星网络，只需要几颗卫星便可以服务全世界，使用寿命可达15到20年。

“猎鹰9号”火箭点火升空。图源：央视新闻

马斯克曾表示，“星链”将由4.2万颗卫星组成。据美国市场研究和咨询公司Quilty Space估算，“星链”V2 Mini、V3卫星的成本分别为80万美元、120万美元。

据天文学家乔纳森·麦克道尔透露，截至2025年5月30日，共有7578颗“星链”卫星在轨道上运行，其中7556颗处于工作状态。

目前有很多科学家担心，数量如此庞大的巨型卫星星座可能会以我们尚不了解的方式破坏大气层。例如，卫星再入大气层的过程会导致它们在穿越大气层时燃烧殆尽，释放出铝等金属，而氧化铝可以存在数十年并导致“严重的臭氧消耗”。

还有一些公众担心，这种快速再入过程中，部分卫星碎片可能无法在大气中完全烧毁，从而坠落到地球带来危险。对此杨宇光表示，在稍大一点的航天器中可能存在一些耐烧部件，有掉落到地面的可能性，不过这种概率非常低。

英国《新科学家》网站近日报道称，2024年8月，加拿大萨斯喀彻温省一处农场上，就发现了一块重达2.5公斤的“星链”残骸。这是目前唯一经证实“星链”卫星未在大气层中烧毁的案例。

科学家呼吁，随着低轨卫星数量不断增加，需要在太阳和地磁活动剧烈时期加强监测和相关预测，以预防在轨碰撞及卫星碎片对地球的潜在影响。

潮新闻客户端 记者 屠晨昕