3颗卫星飞行2个月, 就全部坠入大气层烧成火球, 什么原因导致的

发布日期：2024-11-19 06:22    点击次数：59

2024年十一月上旬，三颗卫星在太空中飞行两个月之后，就突然进入大气层，变成了三团火球烧毁。

这三颗卫星隶属于西澳大利亚科廷大学的比纳尔太空计划，在这个计划中，三颗卫星原本是要进行六个月的在轨飞行，完成一些科学任务。

结果仅仅飞行两个月，卫星就出现了这种异常情况。

对于执行计划的科研人员来说，无疑是一个巨大的损失，不仅无法完成科研任务，而且还要进行后续的补发，意味着又要花掉一大笔额外的经费。

那么今天就来说说，为什么三颗卫星会出现这种情况。

比纳尔计划中的三颗卫星

比纳尔计划，已经进行到了第二部分，首次发射是在2022年的十月份，仅仅发射了一颗卫星叫比纳尔1。

而如今坠毁的三颗卫星是计划中的第二部分，在2024年的八月四号，搭乘美国的天鹅座飞船送上太空的。

在八月六号的时候，天鹅座飞船靠近国际空间站，被加拿大二号机械臂捕获。

随后三颗卫星，就从国际空间站上部署到了太空，轨道位置就在国际空间站下方，一条衰减轨道上。

什么是衰减轨道？

这条轨道是一条低地球轨道，这个位置会有少量的空气存在，卫星在飞行的过程中，会受到这些空气的阻力，速度降低，最终就会坠入大气层烧毁。

一些人造卫星或者太空飞行器，在寿命终结的时候，就会被送入到这条轨道，进行空气制动，坠入大气层进行销毁。

说道这里，其实就应该明白，这三颗卫星在完成使命之后，同样会坠入大气层的。

一开始三颗卫星运行的非常良好，部署完毕之后，在三十八分钟之后就飞越了科廷大学部署在地面的地面站，并清晰的接收到了信标。

只是没有想到，六个月的计划，结果仅仅飞行了两个月就结束了。

值得注意的是，这三颗卫星属于立方星。

那么什么又是立方星呢？

立方星是一种长度为十厘米左右，重量为一公斤的小型卫星。

这种立方星成本低廉，所以很受小型企业，大学，以及新兴国家的喜欢。

别看小，用来通信是一点不差，甚至还可以做一些空间实验任务。

立方星从2015年就开始引入，截止到2017年的时候，就已经发射出去二百三十一颗此类卫星，当然其中也有失败的，共计四十四颗。

总的来说，这种小卫星还是比较实惠的。

不过任何事情都具备两面性，有好的一面，就有坏的一面。

如今立方星变多了，太空可利用的空间也变少了。

最关键的是，有些立方星在卫星寿命结束之后，并没有按照最开始的预期进行到大气层进行销毁。

那么这些立方星就会成为太空垃圾，占用了有限的太空空间，会干扰到正常卫星的运行。

这也是为什么科廷大学在发射三颗卫星的时候，就将它们放置在了衰减轨道上的一个原因。

方便任务结束之后，就算是不进行操作，也会自行坠入大气层。

不过别小瞧了这三颗卫星，科廷大学的整个计划的最终目标是直指月球的。

是什么原因导致了这三颗卫星坠入大气层的

其实现在随着卫星发射的频繁，运行中的卫星突然变的异常，甚至是坠入大气层销毁，都是经常会发生的事情。

其中最为经典的一个例子是在2022年二月发生的，当时美国太空探索技术公司发射了四十九颗星链卫星升空。

他们还进行了直播，不过直播的过程并没有引起当时媒体，以及航天爱好者的注意。

毕竟在2021年星链就连续发射了十七次，每次都很成功，所以这一次就没有引起太多的注意。

结果就是这一次出了大问题了，四十九颗卫星升空不久，原本好端端运行的卫星，就有四十颗卫星出了问题，最终导致坠入大气层被烧毁或者开始进入到坠毁阶段。

面对这种情况，星链卫星的地面人员，开始对剩余的卫星进行调整，转入安全模式。

那么这四十颗卫星遇到了什么问题呢？

地磁暴。

所谓的地磁暴，其实就是太阳风到达地球之后，对地球磁场进行扰动，这种扰动如果发生的太过剧烈，那么就会产生地磁暴。

根据记录，近十年来太阳的活动变得非常的高，以至于地磁暴现象也变的及其频繁。

那么通常情况下星链是被部署在，距离地面五百五十公里的近地轨道上，而这次四十九颗星链卫星，先期被部署在了二百一十公里的入轨轨道上，然后准备通过离子推进器，往更高的位置推进。

按照预期，这四十九颗卫星的推力可以和这个轨道上的大气阻力是相当的，所以推进会很容易的。

结果遇到了地磁暴，这就导致了大气阻力变大。

那么阻力为什么会变大呢？

首先是太阳风引起地磁暴，与此同时日冕物质从太阳上被抛射到了地球，这些物质被大气层加热。

那么大气层多出了这些物质，显然密度就会比往日要大，密度大了，阻力自然就会变大。

根据推算，这种阻力会增加50％。

增加一半的阻力，这对卫星来说是致命的，速度衰减会变快。

再加上阻力变大，而推进力不变，导致推进效果没有了。

那么推进到更高位置的计划就泡汤了，于是就出现了四十颗卫星异常的结果。

不过最后进行挽救，四十颗卫星中有两颗救了回来，坠入大气层的是三十八颗。

说到这里，很多人会想到空间站。

空间站距离地面的高度也不高，只有四百公里的距离，这里同样有大气层，只是比二百一十公里的地方更加稀薄一点，但总归有，是不是也会受到影响。

影响也是有的，但不是很大。

原因还是在这里的空气更加稀薄，阻力提升并没有二百一十公里处一半的提升效果，只有11％，所以相对来说影响不是很大。

再加上空间站不仅配备着电推进，还有常规的化学燃料推进，等等多种推进升轨方式。

所以在遇到轨道降低问题的时候，可以用多种方式进行抵抗。

其实太阳活动对太空飞行器的影响还是有很多的。

比如在2003年的十月到十一月，在地球轨道上运行的人造卫星很多都出现了问题。

有高度下降，坠毁到大气层的，也有携带的科学仪器失效，而无法获取数据的，甚至还有与地面失去联系，消失在天空中的。

所以太阳的活动其实对地球轨道上的人造卫星，甚至地球本身都会产生重大影响的。

比如在1989年的三月十三号，位于加拿大的魁北克大部分地区，以及北美北部遭遇了大停电，六百人在零下二十度的晚上过夜。

原因就是太阳的活动，影响到了当地的电力供应。

总结：

通过上面的解释，就明白了这么一条规律。

在太空中低轨道上的卫星，尤其是在衰减轨道上的卫星，面临的空气阻力会很大。

当地磁暴发生的时候，这种阻力会增加一半。

类似于立方星这样的卫星，因为本身的体积很小，除了携带的各种任务荷载，留下的空间就不会有很多。

所以应对类似地磁暴这种现象的手段就会变少，甚至是没有相对于的应对机制，坠入大气层销毁，也就成了必然结果。

而星链卫星其实同样是一些小卫星，虽然比立方星多一些手段，但手段依然有限，以至于在进入到二百一十公里的入轨轨道，遇到地磁暴也有些束手无策，不然也不会让三十八颗卫星坠入大气层被销毁。

比如截止到2022年的三月份，被送入到太空的星链卫星有两千两百三十四颗，其中有二百四十三颗烧毁，损失率也是不低的。

后来星链卫星不仅进行了改进，从2022年的二月二十一号开始，星链卫星的入轨高度也从二百一十公里，提高到了三百二十五公里。

这种提高，也导致了运载卫星的数量从四十九颗减少到了四十六颗。

最后在说一点，星链所谓的安全模式是什么样子的。

首先星链为了在一个整流罩里放入更多的星链卫星，这些卫星被设计成了片状，看起来薄薄的。

那么这些卫星进入到太空之后，就和一张张的纸片一样在太空中飞行。

这种设计，就给安全模式留了一个发挥的空间。

星链卫星一旦启动安全模式，就会收缩，进一步的变薄，用最窄的一面进行飞行，这样受到的空气阻力就会变小。

所以当地磁暴发生的时候，空气阻力变大，这种模式会减少空气阻力带来的麻烦。

不过这种模式也是有弊端的，进入到安全模式之后，太阳能板是缩回卫星里边的，所以需要电力的离子推进是无法开启。

可以想象得到一个无法开启离子推进器的卫星，时间稍长一些，再想启动就启动不了了，最终会变成一颗颗人造流星进入到大气层。

也就是说安全模式是一种饮鸩止渴的方式，而不是一种有效解决问题的方式。