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凯斯勒效应必锁死地球?星链网3%卫星现故障,太空碎片或级联相撞

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  马斯克雄心勃勃的天基互联网——星链网正准备进行第14次发射,再送60颗卫星上天,使卫星总数超过800颗,达到前期计划的“天网”可以正式启动的数量。

  不过最近,密切关注星链网的追星者,天文学家乔纳森·麦克道尔(Jonathan McDowell)连续发布消息称,SpaceX公司似乎已有大量卫星大气层烧毁或发生故障。但他也称,这个故障率并不惊人,属于正常范围。

  坠回

  发射到地球低轨道的星链网卫星目前已有775颗,SpaceX公司的星链网Beta版测试将在本月结束,下月开始公开版的测试。马斯克10月8日曾发布消息称,在其它国家的测试将在获得相关国家监管机构的批准后马上开始,这意味着美国和加拿大以外国家的测试也即将开始。

  星链网

  麦克道尔上周称,截止到10月7日,他已追踪到47颗星链网卫星坠入大气层烧毁,其中包括第一批发射的60颗V0.9测试卫星中的39颗,这可能是SpaceX有意淘汰的。

  前天(16日)麦克道尔再次发表消息称,根据他从美国政府及SpaceX那里收集的卫星运动数据,除了SpaceX主动淘汰的测试卫星,他已监测到23颗,大约3%的星链网卫星已不能在轨道上操纵,可能已经发生故障并失去控制。

  麦克道尔认为,3%的故障率本来不算高,然而星链网需要发射大量的卫星,如果完成计划中的42000颗,则意味着将有1260颗卫星失控。和SpaceX利用氪动力离子推进器主动脱轨的卫星不同,这些失去动力的卫星可能长期在轨道上漂移,需要长达5年的时间才会坠毁,其间可能会发生和其它航天器相撞的事件。卫星越多,相撞的几率越大,这有可能在低轨道形成大量的太空碎片,对其他航天器甚至宇航员构成巨大威胁。

  而这仅仅只是SpaceX一家,目前世界上计划建天际互联网发射的卫星总数已超过了10万颗,3%的故障率就是3000颗以上失控的卫星。不过SpaceX公司并不认可3%的故障率,他们认为故障率只有不到1%,即使有1%的卫星失去机动能力,星链网卫星每10年和太空垃圾相撞一次的几率也只有1%。

  而根据欧洲空间局的数据,截止到今年2月,地球轨道上失效的卫星共有约3200颗,越来越多失控的卫星将使太空中发生碰撞的几率大大增加,导致太空碎片的不断增多。

  本周很多人就虚惊了一场,中国2009年12月发射的已经废弃的长征四号丙第三级火箭,在10月16日早上约9点钟,差点和前苏联1989年2月发射的已废弃卫星帕鲁司(Kosmos 2004)高速相撞,两者最接近时的距离可能只有25±18米。

  根据美国NASA科学家唐纳德·K·凯斯勒(Donald J. Kessler)1978年提出的凯斯勒综合症(Kessler syndrome)假说,如果近地轨道运行的物体达到一定密度,这些物体碰撞产生的碎片就会造成更多的撞击,从而形成级联效应,导致近地轨道完全被太空垃圾覆盖,地球被彻底锁死数百年,期间无法再向外太空发射任何航天器,人类文明的发展将受到巨大影响。

  所以最可怕的还不在现在。根据凯斯勒的假说,随着地球低轨道卫星数量的不断增多,总会在某一刻时刻达到某一个阈值,让级联效应的发生成为必然,那时候就像核裂变的连锁反应一样,卫星碰撞将无法停止,派再多的飞船上去清理也无济于事,因为这些飞船也可能加入级联效应,到时候人类的太空之途就会被完全锁死。

  或许是时候认真研究凯斯勒综合症效应了,这个阈值究竟是多少,我们还可以发射多少颗卫星,算清楚了,太空才能得到更好更健康更有效的利用。

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