为什么太阳地磁风暴会摧毁像SpaceX Starlink这样的卫星

太阳一直在冬眠——但它正在苏醒，未来几年可能会看到比以往任何时候都更多的卫星被太阳风暴损坏或摧毁。

埃隆马斯克的 SpaceX 本周感受到了太阳威胁的压力：在一场地磁风暴扰乱地球大气层并将大约 40 艘航天器送入早期火热消亡之后，该公司预计将失去几乎全部发射的 Starlink 互联网卫星。

但太空天气专家向 CNBC 解释说，这些风暴并不少见，预计未来几年只会恶化。 太阳在 11 年 2019 月开始了一个新的 2025 年太阳周期，现在正逐渐上升到预计将在 XNUMX 年达到的“太阳最大值”。

“[太阳风暴] 没什么大不了的原因是，在过去的三到四年里，我们一直处于我们所说的‘太阳极小期’，”航空航天公司的研究科学家塔米莎·斯科夫告诉 CNBC。

值得注意的是，最近的太阳极小值恰逢近地轨道卫星数量的大幅增加。 根据 Bryce Tech 的分析，在过去四年中已经发射了大约 4,000 颗小型卫星，其中绝大多数在低轨道上运行。

“很多这些商业企业......不了解太空天气对卫星的影响有多大，尤其是这些小型卫星，”Skov 说。

地磁风暴来自太阳活动产生的太阳风。 地球的磁屏蔽将太阳风暴的能量倾倒到我们星球的高层大气中并将其加热。

“大多数人真的很喜欢它，他们甚至没有意识到——因为他们享受的是极光，”Skov 说。

美国国家海洋和大气管理局以 G1 到 G5 的严重程度测量地磁风暴。 上周摧毁 Starlink 卫星的风暴预计将是 G1，Predictive Science 的研究科学家 Erika Palmerio 解释说这种风暴既轻微又“相当普遍”，在 1,700 年的太阳周期中发生多达 11 次.

“G5 是一场极端风暴，而那些风暴更加罕见。 我们每个周期发现大约四个，”Palmerio 说。

帕尔梅里奥强调，G5 风暴对电网或航天器运行等事物构成威胁，但对人没有威胁。

“这些风暴对地面上的人类没有任何风险，”帕尔梅里奥说。

大气密度跳跃的副作用是增加了对近地轨道卫星的阻力，这可能会减少航天器的轨道——或者，对于 Starlink 卫星，会导致它们重新进入并燃烧。

帕梅里奥说，地磁风暴​​的辐射增加也会损坏航天器，烧毁船上的仪器或探测器。

斯科夫强调，星链卫星“非常小”，但有大型太阳能电池板供电，基本上为每个航天器提供了“巨大”降落伞。

“当涉及到阻力时，这是一种灾难的秘诀，”斯科夫说。 “我们太空气象界的一些人多年来一直在谈论 Starlink 卫星从天而降——因为我们知道，一旦我们的太阳再次开始活跃起来，这只是时间问题。”

此外，根据 Skov 的说法，地球的“海绵状”大气层意味着在轨道上没有特定的最低高度是安全的。 最近被摧毁的星链卫星刚刚发射到 210 公里的高度。 这远低于 550 公里的高度，该网络的其他卫星被提升到该高度，但 Skov 表示，在 Starlink 运行轨道上仍然存在“阻力的可能性”。

Skov 和 Palmerio 以历史太阳事件为例，强调地磁风暴造成的破坏比通常认为的更频繁。

“1967 年，由于一场太阳风暴，NORAD [北美航空航天防御司令部] 失去了与一半卫星目录的连接，”斯科夫说——这一事件几乎导致了一场核战争。

1989 年的风暴摧毁了加拿大魁北克的电网，停止了多伦多证券交易所的交易，导致发现号航天飞机上的传感器在飞行中发生故障，并被认为是太阳最大任务卫星脱离轨道的原因。

“我只是触及表面，”Skov 说，并补充说它“一直”影响 GPS 系统和卫星电话。

所谓的“2003 年万圣节风暴”造成了迄今为止有记录以来最强大的地磁风暴，帕尔梅里奥表示，辐射的增加导致从地球轨道到火星表面的太空科学仪器遭到破坏。

与 2014 年 XNUMX 月达到顶峰的上一个太阳周期相比，当前太阳周期的主要区别在于低地球轨道上的卫星数量增加了数千颗。

“这是狂野的西部，”斯科夫说。