新发射的星链卫星一次报废40颗，都怪地磁风暴？其实另有原因

2022年2月3日，马斯克旗下的太空探索技术公司（SpaceX，网友称“空X”）用猎鹰9号火箭发射了49颗星链互联网卫星。

第二天，卫星遭遇地磁风暴。

2月8日，SpaceX报告有40颗卫星因为地磁风暴将坠落地球。

听到这个消息，有人表示惋惜，也有人击掌庆祝：“怎么样？遭报应了吧！”

网传星链卫星坠落图像

什么是地磁风暴？地球的磁场风暴可以“击落”卫星吗？

答案是否定的。

地磁风暴产生于地球，但诱发地磁风暴产生的原因却来自1.5亿公里之外的太阳。我们的恒星太阳是颗黄矮星，与大多数恒星相比它还算温和，但偶尔也会使使性子，耀斑爆发就是太阳“发脾气”的表现。当太阳内部高速电子流与等离子体相互作用时，磁重联现象导致带电粒子被极端加速，大量能量突然释放使得磁场和太阳大气层（日冕）物质猛烈膨胀，将带电粒子抛射到太空中。

太阳耀斑爆发喷射大量带电粒子

光的速度是每秒钟30万公里，太阳大约8分钟到达地球，但太阳喷射出来的带电粒子速度要慢许多。

1月30日，科学家观测到一次太阳耀斑爆发，太阳粒子在2月2日（世界标准时间）到达地球。由于这次耀斑爆发持续的时间特别长，前前后后共有4个多小时，太阳粒子扫过地球的时间也格外长，前前后后超过了15个小时。

太阳风影响地球超过15个小时

2月9日，另一个太阳风猛烈扫过地球，带电粒子撞击地球磁场的同时引发强烈的地磁风暴，于是有人说SpaceX的星链卫星是被地磁风暴击落的，因为马斯克的星链卫星是在2月3号发射，这时候前一次地磁风暴已经过去，所以“击落”40颗卫星的“凶手”应该是2月9号的风暴，又或者是9号之前的一次小风暴。

星链卫星在两次磁暴之间发射

什么是地磁风暴？

太阳带电粒子携带着巨大的能量，因此有非常强的杀伤力，没有任何生物能在太阳风的扫射下生存。非常幸运的是，地球内部炙热的铁核在旋转时制造了一个非常大的磁场，这个磁场把地球整个儿包裹起来，成为护佑生命的“磁盾”。

当太阳风吹袭地球时，带电的太阳粒子冲击波会在地球磁场的作用下猛烈偏转，从而引起地球磁场的扰动。太阳风一开始会压缩磁层，接着把能量转移到地球磁层中，地球磁层的大幅度扰动被称为地磁风暴。

地球磁场受太阳风暴影响

地磁风暴是地球南北极地区出现美丽极光的主要原因，但它的破坏力也是可见的：磁场的扰动会影响到无线电通讯、干扰卫星导航系统、在长距离输电线路上产生感应电流、甚至烧毁主干电网的变压器，当然，它也可能会破坏卫星内部一些敏感元件。

太阳带电粒子与地磁场作用产生极光

大多数卫星在设计时就考虑到了宇宙射线以及磁场变化的影响，通常都会对关键电路进行电磁屏蔽，保护敏感的电路元件。

星链卫星也有类似的保护措施，因为最近太阳耀斑频繁，SpaceX的地面控制人员还专门让星链卫星处于“安全模式”，这样处于睡眠状态的卫星就多了一层保护。但万万没想到，正是这“安全模式”毁掉了卫星。

安全模式下卫星呈水平状态飞行

不知道是想证明自己能做到“人畜无害”还是要验证别的什么技术，最新的一批49颗星链卫星被发射到距离地面仅210公里的超低轨道上。这个高度通常是对地观测卫星的地盘，各国间谍卫星也喜欢在这里飞行，因为离地面近，看得更清楚。

距离地面越近，付出的代价就越大。大气层没有明显边界，距离地面400公里的地方，每立方厘米的空间里就有多达8000个气体分子，210公里高度的空气阻力更大，卫星需要开启发动机来抵消空气阻力，否则它的速度越来越慢，就会被重力往下拖，很快在稠密大气中烧毁。

处于“安全模式”的星链卫星不能启动发动机，地面控制人员让它们展开太阳翼“像一张纸”那样水平飞行，最大程度地减小空气阻力。

但人算不如天算，太阳耀斑暴发不仅导致地磁风暴，还发射出更多的紫外线，众多因素的共同作用加热了大气层，使空气膨胀。事实上2月2日那次地磁风暴之后，210公里高度的空气阻力就已经增加了50%，星链卫星在这个高度不开发动机根本就呆不住。

星链卫星在350公里高度暂时驻泊

在星链的计划中，最低壳层的高度是340公里（目前没有部署卫星），之前所有卫星也都是先发射到350公里左右，然后再依次升轨到550公里高度。明知道在超低轨道上停留有风险，卫星从这里向550公里 机动的能力不足，为什么SpaceX“偏向虎山行”？

按SpaceX的说法，他们之所以这样做，是想实验“碎片缓解”技术，解决大家对星链卫星安全的担忧，如果在这个高度测试卫星发现有故障，能很快坠毁，不会对别的卫星构成威胁。但一次性拿49颗卫星做实验不符合常理。一场不期而至的太阳耀斑暴发加热了大气层，40颗卫星没退出安全模式，让他们玩砸了。