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马斯克|马斯克放的卫星被曝3％已成太空垃圾，最坏可能“锁死”地球人( 二 )


这意味着如果星链建成完整的系统 ， 将使太空中无法运行的人造卫星数量增加11％或40％ 。
如果再考虑轨道上卫星碰撞产生的碎屑数量 ， 问题看起来更加严重 。
除“死卫星”外 ， SDO估计 ， 地球轨道上目前有3.4万个物体直径超过10厘米 ， 90万个物体在1厘米到10厘米之间 ， 并且有1.28亿个物体在1毫米至1厘米之间 。
模拟图就已经很吓人了 。
马斯克|马斯克放的卫星被曝3％已成太空垃圾，最坏可能“锁死”地球人
本文插图

△ 欧洲航天局对大于1mm太空垃圾的模拟
欧洲航天局逃过一劫
值得注意的是 ， 星链对航天器的威胁并非危言耸听 。
2019年9月 ， 欧洲航天局（ESA）就经历了惊险一幕 。
当时根据轨道推算 ， 欧洲航天局的大气动力学监测卫星Aeolus有0.1%的概率与星链卫星发生碰撞 。
虽然0.1%的概率看似很小 ， 但是在太空中碰撞几率达到0.001%就需要对卫星轨道进行干预 。
而且这两颗卫星的质量都不小 ， Aeolus大约1.36吨 ， 星链质量大约是227千克 。 人造卫星的运行速度是子弹的10倍以上 。
一旦二者撞上 ， 后果不堪设想 。
马斯克|马斯克放的卫星被曝3％已成太空垃圾，最坏可能“锁死”地球人
本文插图

△ NASA在一项测试中模拟太空碎片与飞船碰撞的后果
后来 ， 由于SpaceX“没有计划采取行动” ， 欧洲宇航局不得不在最后时刻 ， 对自己的卫星主动变轨 ， 避免了事故发生 。
而SpaceX事后解释 ， 由于通信系统中存在“错误” ， 导致他们错过了ESA的电子邮件 。
虽然最后结果 ， 算是“虚惊一场” ， 但这件事足以敲响了警钟 。
那么SpaceX ， 就真的没有安全和自毁方案吗？
又究竟靠不靠得住？
“星链”的安全和自毁
SpaceX自己介绍 ， 星链卫星在正常工作下 ， 是能够离轨进入大气层 ， 从而进行自毁的 。
同时 ， 还有自动碰撞规避系统来保障卫星来太空中的安全 。
不过 ， 一旦发生了机动能力的故障 ， 上述的那些能力 ， 就需要重新评估 。
卫星自毁
离子发动机 ， 在卫星构件中是动力核心 。
星链的离轨 ， 离不开离子发动机的运作 。
它出现于上世纪60年代 ， 其原理是先将气体电离 ， 然后用电场力将带电的离子加速后喷出 ， 形成反作用力实现推动 。
通常 ， 业内使用氙离子来作为离子推进器的离子源（燃料） 。
而SpaceX出于节约成本 ， 选择的则是氪离子 。 虽然氪比氙更不易电离 ， 但是氪离子的价格比氙离子源便宜近10倍 ， 这是出于商业的考虑 。
此外 ， SpaceX为了进一步节约成本 ， 在星链卫星中都只配置了一个离子发动机 。
然而 ， 这是有安全隐患的 ， 因为通常航天器会配置多个发动机以防止某一发动机出现故障后导致卫星失能 ， 而SpaceX这一举动无疑会提高星链卫星的故障率 。
马斯克|马斯克放的卫星被曝3％已成太空垃圾，最坏可能“锁死”地球人
本文插图

那么 ， 离子发动机 ， 在离轨的时候 ， 究竟角色如何？
当卫星需要变轨或离轨的时候 ， 比如监测到碰撞或者卫星自毁 ， 离子发动机可以增减速度 ， 从而实现对原轨道的脱离 。
以卫星自毁进行分析 ， 当卫星寿命即将终结 ， 离子发动机将会工作反推 ， 降低速度和轨道 ， 让卫星很快坠入大气层 。
之后基于特殊的结构设计 ， 进入大气层的卫星能够迅速燃烧 ， 分解成为符合安全标准的细小颗粒 ， 不会对地面造成威胁 。
但是 ， 一旦失去机动能力 ， 则一切就不一样了 。
不论其是通信系统出现故障 ， 还是离子发动机有问题 ， 都意味着该卫星已经失去了地面控制 ， 独自游离于太空之中 。


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