放眼夜空,一场看不见的太空大戏正在上演,SpaceX公司旗下的“星链”卫星正以惊人速度坠入地球大气层,如同流星雨般在天空中化为灰烬。
据统计,2020年至2024年期间,共有1190颗低地球轨道卫星坠落,其中583颗是“星链”卫星。
而到了2024年,单年就有316颗“星链”卫星在大气层中烧毁,坠落速度呈现明显上升趋势。
进入2025年后,这一趋势更加惊人,仅当年1月就坠落了超过120颗,平均每天有4颗以上的卫星化为“火球雨”。
按照哈佛大学天体物理学家Jonathan McDowell的观测,目前每天大约有1到2颗星链卫星从轨道脱离。
文|凌洋
看图文更过瘾!关注我,精彩不断!下方留言区已开放,等你来畅所欲言!
这些卫星的坠落并非小事,每一颗“星链”卫星背后都凝聚着实实在在的研发和制造成本,V1初代卫星成本约20万到50万美元,如今主流使用的V2 Mini成本约为50万到80万美元,更先进的V3预计成本也在120万美元左右。
也就是说,每坠落一颗主流卫星,就相当于烧掉了80万美元。每天按1到2颗计算,一天的经济损失就达到80万到160万美元,折合人民币约600万到1200万元。
这个数字放在全年来看更是触目惊心,2025年上半年,SpaceX向美国联邦通信委员会披露的数据显示,半年内离轨的卫星接近500颗,占其活跃星座的百分之六。
而这还只是开始,随着低轨卫星数量不断膨胀,退役再入的频率将急剧攀升。
究竟是什么原因导致这么多卫星提前“退休”?太阳活动是最大的推手。
太阳以大约11年为一个活动周期,当前正处于第25个太阳活动周期的上升阶段,NASA研究人员明确表示,本周期“比上一个太阳周期更为强烈”。
太阳耀斑和日冕物质抛射频繁爆发,引发剧烈的磁暴,对高层大气产生显著影响。当太阳等离子体到达地球时,高层大气被加热膨胀,密度和阻力成倍增加。
国际宇航联空间运输委员会主席杨宇光解释说,卫星以每秒7.8公里的高速飞行,哪怕遇到一点点额外阻力,也会产生明显的减速效应,导致轨道高度不断下降,最终提前坠入大气层,数据表明,太阳活动增强可使卫星寿命减少约百分之二十。
除了天象因素,卫星自身的寿命规律也在加速这一过程,“星链”卫星的设计寿命大约为5年。
这意味着现在天空中运行的数千颗卫星中,最早发射的那一批正陆续到达退役时间,SpaceX曾经公开表示,部分早期卫星的推进系统存在隐患,出于安全考虑,公司主动让数百颗卫星提前离轨。
这种“预防性退役”看似稳妥,却意味着许多本可继续工作的卫星也被提前销毁了,SpaceX公司在提交给FCC的文件中坦言,这种方法确实会让大量永远不会出现故障的卫星提前退役,但为了最大限度保障低地球轨道的安全环境,公司愿意承担这个“更加昂贵”的选择。
高昂的成本不止体现在卫星本身的制造上,维持星链星座正常运转,每年需要投入约50亿到80亿美元用于卫星制造和发射。
每次猎鹰9号火箭发射一批星链卫星,单次成本约2800万美元,分摊到每颗卫星约47万美元,再把制造、发射、运营等成本全部加起来,每天烧掉的可能远不止卫星本身的造价。
更重要的是,按照SpaceX的计划,最终要在低轨道部署约4.2万颗卫星,以V2 Mini的成本计算,仅一次性更换所有卫星就需要超过330亿美元,这是一个极其庞大的资本开支数字,远非发射费用那么简单。
更令人担忧的是,未来的情况只会更加严峻,McDowell预测,随着星链以及亚马逊Kuiper等低轨卫星星座的逐步扩展,低轨道上运行的卫星总数很快将接近3万颗。
按照5年的平均退役周期计算,届时每天可能有多达5颗卫星坠入大气层烧毁,一天5颗,以目前80万美元的成本计算,每天的经济损失将达到400万美元,约合人民币近3000万元。
全年下来,大约会有1800颗卫星在大气层中化为铝氧化物的尘埃,这个数字无论从哪个角度看,都难以用“正常损耗”轻轻带过。
大气的额外阻力不仅加速了卫星的退役进程,还可能打乱整个卫星网络的运维节奏,国外研究发现,当卫星从280公里高度开始降轨时,如果遭遇太阳活动增强导致的大气密度上升,再入时间会缩短10到12天,大大压缩了地面人员的响应窗口。
被动降轨的卫星很可能偏离预设的落区,虽然大多数部件在坠落过程中会烧毁殆尽,但风险仍然存在。
美国联邦航空管理局甚至在一份报告中警示,到2035年之后,可能每两年就有一个人会因卫星掉落碎片受伤或死亡。
对SpaceX来说,这种高频率的卫星损耗更像是一场精心计算的商业游戏,低轨通信星座的特点决定了高更换率本身就是商业模式的一部分。
通过快速迭代,每代卫星的性能都会有跨越式提升,V2 Mini的单星容量已从初代的17Gbps提升至96Gbps,翻了将近6倍。
代价则是制造成本居高不下,折旧摊销吞噬掉了大量账面利润,2025年SpaceX全年营收186.74亿美元,但在合并xAI后账面上出现了约49.4亿美元的净亏损,火箭与卫星的巨大资本开支折旧是主要原因之一。
星链星座相当于一个永远都在轮转的轨道生产线,卫星刚刚部署完毕,倒计时就已经开启,太阳活动依然在继续加强,第25个太阳周期的最高峰尚未完全过去。
未来几个月甚至几年内,坠落的卫星数量恐怕只增不减,每天1到2颗变为每天5颗,80万美元化为400万美元,这些数字背后的物理规律并不因任何人或任何公司的主观意愿而改变。
高层大气的密度每波动一次,轨道上就会有卫星提早落入大气层,McDowell等科学家的长期预警并非危言耸听。
当一个企业的商业逻辑与近地轨道的环境承载能力发生碰撞时,答案或许已经在每天的“火球雨”中得到了某种程度的揭示。
下一篇:人工智能在医疗领域的应用与挑战