人类距离被锁死在地球表面，也许只剩2.8天

本文转载自公众号“环球科学”（id：huanqiukexue）

图片来源：NASA

凯斯勒现象的威胁越来越近了。

撰文｜王昱

审校｜冬鸢

2025年12月17日，美国SpaceX公司的星链35956号卫星发生异常。这颗卫星的推进剂储罐泄漏，导致它产生翻滚，轨道高度迅速下降了4千米，失去了与地面的联系，并且还可能产生了数十块空间碎片。

好消息是，SpaceX表示，这颗故障卫星和碎片预计在数周内就能重返大气层并完全烧毁。不至于在近地轨道上停留太多时间，从而对轨道上的其他航天器造成威胁。科学家一直担心，偶然产生的空间碎片可能撞击其他卫星，从而产生更多碎片，最终近地轨道的碎片数量太多，封锁了地球近地轨道。

ESA制作的地球周围空间碎片分布图丨ESA

但坏消息是，近期美国普林斯顿大学的研究人员发现，近地轨道已经太过拥挤，如果我们失去了对卫星的管控能力，我们距离被困在在地球表面，可能只剩下2.8天的时间。

拥堵的近地轨道

近年来，SpaceX大幅提升了人类向太空投送卫星的能力，但它建设的星链星座也导致近地轨道拥堵不堪，灾难性连锁反应的威胁越来越不能忽视。偶然产生的空间碎片可能撞击其他卫星，从而产生更多碎片，最终近地轨道会被危险的太空垃圾覆盖，所有近地轨道航天器都难以避免被撞击的威胁，人类再也无法将航天器安全得送往近地轨道，被锁死在地球表面。这被称为凯斯勒现象。

星链卫星在地球轨道上的分布丨satellitemap.space

根据普林斯顿大学莎拉·蒂勒（Sarah Thiele）在预印本平台上公开的论文，在当前所有近地轨道的巨型星座中，每22秒就会发生一次卫星近距离接近，这代表两颗卫星以不到1千米的间距相互经过。仅就数量已经超过9000的星链卫星而言，这个数字是每11分钟一次。

这自然会带来非常高的碰撞风险，SpaceX也做出了相应的应对。平均而言，每颗星链卫星每年都需要进行41次机动操作，以避免它与轨道上的其他物体相撞。这听起来是SpaceX在通过精密的方式控制卫星运行，但却有一个不容忽视的风险：所有可能失效的系统，终有一天会失效。

假如地面失去了控制卫星的能力，任由卫星自己运行，不进行规避机动，多久之后就会产生第一次卫星之间的碰撞？研究人员在论文中提出了一个指标——碰撞实现与重大损害时钟（the Collision Realization and Significant Harm Clock），它的首字母缩写是CRASH clock，意为碰撞时钟。

根据论文的计算，在2018年之前，也就是星链等大型星座开建之前，碰撞时钟是121天。但截至2025年6月，碰撞时钟已经极速缩短到了2.8天。换句话说，就是人类只需要失去对卫星的变轨控制，仅需2.8天，卫星间的碰撞就会让近地轨道不再可用。更令人忧心的是，卫星运营商哪怕仅仅失去24小时的卫星控制能力，就会有30%的概率发生卫星和卫星的碰撞，触发凯斯勒现象。

失控的卫星

地面对卫星的控制并不是100%的可靠，太阳风暴就是威胁之一。

卫星虽然运行在太空中，但太空并不是完全真空，卫星依然会受到一定的空气阻力。太阳风暴可以加热高层大气，导致卫星受到的空气阻力增加，给卫星的位置带来不确定性。比如2024年5月的一次太阳风暴导致低地球轨道上超过一半的卫星不得不消耗部分燃料来重新定位。

太阳风暴也可能摧毁卫星自身的导航和通讯系统，让它们无法躲避危险。当这两者叠加时，会导致卫星定位本身不准、通讯受限，地面的卫星运营商完全有可能失去对卫星的控制能力。

宇宙中无处不在的太空粒子也是威胁之一。2026年1月2日，西班牙最新的国防通讯卫星SpainSat NG-2在前往预定位置的途中，因为被太空粒子击中，导致卫星受损。目前仍不清楚卫星的具体受损情况。

SpainSat NG卫星的示意图丨Airbus

但不论是因为什么原因导致地面失去对卫星的控制，只要失控时间达到2.8天，按照论文的估算，灾难性的凯斯勒现象就有可能将人类锁死在地球表面。只有等待数十年后，凯斯勒现象产生的海量碎片在返回大气层后，人类才能返回太空。

保护空间安全

太空垃圾早已不是纸上谈兵的威胁。2025年11月5日，我国神舟二十号航天员乘组准备返回地球时，发现返回舱舷窗玻璃出现细微裂纹，不得不推迟返回。随后中国载人航天工程启动应急预案，决定让神舟二十号乘组搭乘神舟二十一号返回地球，并在11月25日发射了无人的神舟二十二号飞船接替原本待命的神舟二十一号。

降低卫星的轨道高度，缩短卫星失控后再入大气层的时间，是避免凯斯勒现象，延缓碰撞时钟的有效方式之一。2026年1月1日，SpaceX星链工程副总裁迈克尔·尼科尔斯（Michael Nicolls）在社交媒体上表示，计划在2026年降低约4400颗卫星的轨道高度，以维护空间安全。

尼科尔斯表示，计划在2026年将所有轨道高度约550千米的卫星降至约480千米运行，涉及的卫星数量约为4400颗。他表示，随着太阳活动逐渐步入极小期，近地轨道的大气密度下降，失效卫星依靠大气阻力自然脱轨的时间会显著延长。例如，轨道高度550千米的卫星如果失控，可能需要4年以上才能自然再入大气层，而对于轨道高度480千米的卫星而言仅需要数个月，降低运行高度能让卫星在发生故障时更快脱轨。

但让废弃卫星尽快返回地球，也会带来额外的问题。2025年一篇发表在《科学报告》（Scientific Report）上的研究指出，每年在东北美洲或北欧等繁忙空域，发生空间碎片失控再入的概率为26%。从天上掉下来的太空碎片甚至有可能击中飞行中的飞机，并且这个概率仍在上升。

在全球发射频率日益增加的时代，在地球轨道建设大型卫星星座加剧了人们对废弃航天器再入大气层影响的担忧丨Chelsea Thompson/NOAA

总之，随着人造卫星数量的增多，太空垃圾的问题仍在不断恶化，空间安全越来越值得我们注意。

参考文献

[1]https://www.universetoday.com/articles/28-days-to-disaster-why-we-are-running-out-of-time-in-low-earth-orbit

[2]https://x.com/Starlink/status/2001691802911289712?s=20

[3]https://www.space.com/space-exploration/launches-spacecraft/space-debris-led-to-an-orbital-emergency-in-2025-will-anything-change

[4]https://www.news.cn/tech/20260102/12ab3a2ecdbe470a8f2502c1e6e15c55/c.html

[5]https://satellitemap.space

[6]https://arxiv.org/abs/2512.09643

[7]https://www.space.com/space-exploration/satellites/the-risk-of-falling-space-junk-[8]hitting-airplanes-is-on-the-rise-experts-warn

[9]https://csps.aerospace.org/sites/default/files/2021-08/Ailor_LgConstDisposal_20200113.pdf

[10]https://www.nature.com/articles/s41598-024-84001-2

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