埃隆·马斯克的太空探索技术公司发射的“星链”卫星接连坠落,引起了美国国家航空航天局戈达德航天中心物理学家丹尼·奥利维拉领导的研究小组的关注。研究发现,自2019年首次发射以来,“星链”卫星的数量庞大,初期坠落数量在合理范围内,但随后几年显著增加。2020年仅两颗卫星坠落,而2021年增至78颗,此后两年基本保持在这个水平(2022年99颗,2023年88颗)。然而,去年情况发生了变化,有316颗卫星在大气层中烧毁,至此“星链”共损失583颗卫星,大约每15颗卫星中就有一颗坠落。
研究小组将卫星坠落的时间与各种自然现象进行对比,发现卫星坠落与太阳活动存在明确关联。研究报告指出,当前太阳活跃度的增强对“星链”卫星坠入大气层产生了显著影响。这为研究卫星轨道阻力提供了绝佳时期,因为在本轮太阳活动高峰期,地球低轨卫星数量达到了历史最高水平。“星链”卫星的发射始于2019年,当时处于太阳活动的低谷期,而去年是太阳活动的高峰期。
太阳活动周期约为11年,当太阳表面出现许多黑子时,会发生强烈的爆炸和太阳耀斑。太阳风通过日冕洞向外喷发,部分物质会朝地球方向飞去,引发磁暴。太阳等离子体到达地球并引发磁暴时,还会产生一种上层大气加热现象。大气层被加热后会膨胀,卫星感受到更大的飞行阻力,从而脱离轨道,最终坠落。由于“星链”卫星需要提供通信服务,其轨道高度较低,据估计这种轨道上的卫星平均寿命为5年。
尽管这一现象总体上可以理解,但仍有许多谜团。例如,研究报告指出,70%的卫星并非在强磁暴期间坠落,而是在中等磁暴和弱磁暴期间坠落。这可能是因为弱磁暴通常持续时间更长,会缓慢地“侵蚀”轨道,将卫星推向不可避免的结局。