
太陽正處於極度活躍期,其影響正明顯衝擊著 SpaceX 龐大的星鏈(Starlink)衛星網。NASA 戈達德太空飛行中心(NASA Goddard Space Flight Center)與馬里蘭大學(University of Maryland)的研究團隊,在物理學家 Denny Oliveira 帶領下,分析了 523 顆自 2020 年至 2024 年間墜落地球的星鏈衛星數據,發現墜落現象與太陽活動高峰呈現直接相關性。
每11年太陽會經歷一次活動週期,伴隨黑子、耀斑與日冕物質拋射的頻率和強度先升後降,目前正值第25個週期高峰,活躍程度遠超預期。這些活動帶來的能量使地球高層大氣增溫膨脹,形成對低軌衛星的額外阻力,雖然地表居民無感,但對衛星而言卻是嚴峻挑戰。
研究顯示,當遇到強地磁風暴,衛星從280公里高度到完全重返大氣的過程比平常加快10至12天。數據反映,星鏈衛星原定設計壽命約5年,但太陽週期對其實際壽命產生決定性影響。從2019年首批發射以來,墜落數量逐年增加:2020年僅2顆、2021年78顆、2022年99顆、2023年88顆,到2024年太陽活動達巔峰時暴增至316顆。

▲ 2000年至2024年星鏈衛星每年重返大氣層數量分布與月平均F10.7太陽無線電流量指數數據。(Source:論文)
有趣的是,72%衛星墜落發生於弱地磁條件下,而非強地磁風暴期間。研究人員解釋,這是因太陽活動累積效應漸進削弱軌道所致;然而,遇上強地磁風暴時,衛星下降速度會顯著加快。
這種非預期性加速墜落帶來隱憂,衛星可能在完全燃燒前就墜地,如2024年一塊星鏈殘骸墜落加拿大農場;另外還增加星座衛星間相撞風險。SpaceX目前已發射8,873顆星鏈衛星,現役7,669顆,數量龐大,成為研究太陽活動對低軌衛星影響的理想樣本。
隨著太空中衛星數量持續增長,研究團隊強調,在太陽活動高峰期,精確監測和預測衛星軌道變化將愈發重要,以防範潛在的太空碎片威脅及衛星相撞風險。
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(首圖來源:Official SpaceX Photos / CC0)