马斯克用42000颗卫星打造的是太空互联网还是包围网?

2021-05-05 22:54:51 老粥科普

五十年以来,美国在太空科技领域一直遥遥领先于所有国家,以此为基础,美国诞生出许多疯狂的科技公司、高科技狂人以及疯狂的想法。马斯克和“星链计划”便是其中之一。

马斯克和他的太空“网”

1993年,就在我们中的极少数人以拥有“大哥大”而骄傲、大多数人腰挂BP机而自豪的时候,美国摩托罗拉公司已经开始打造第一个太空卫星通讯网络——铱星座。它设想向距离地面781公里的低轨道发射66颗通信卫星组成网络,使移动电话可以打到全球的任何一个角落。由于这个计划过于超前,在总共发射了77颗卫星之后,“铱星”计划宣告破产。

马斯克的太空互联网狂想曲

相比于摩托罗拉,马斯克的SpaceX则显得“务实”许多,它在2015年宣布要在十几年的时间内向太空发射12000颗小卫星,将这些卫星组成一个庞大的星座,以便“让全世界的人”都有机会使用美国人搭建的太空互联网。

就在人们担心如此多的小卫星会变成太空垃圾的时候,2019年10月,美国联邦通信委员会代表SpaceX向国际电信联盟提交申请,要再加30000颗,把“星链”从12000颗扩大到42000颗的规模!

42000颗卫星是个什么概念?自从1957年人类向太空发射第一颗人造卫星,到今天世界各国总共发射了大约9000颗卫星、探测器、着陆器、载人飞船、货运飞船和空间站等飞行器。如果SpaceX真能完成它42000颗卫星的发射计划,那么这一家公司就要将太空中飞行器的数量增加5倍以上,届时太空中95%都是马斯克的卫星!

太空中95%都是马斯克的卫星

你可能会问,太空中几千颗卫星,它们不会相互碰撞吗?

一般来说,卫星发生碰撞的概率极低。一方面我们发射的一部分飞行器,比如我们的嫦娥系列,还有美、苏俄等发射的行星探测器并不会回到地球;另一方面还有许多卫星在燃料耗尽之后会坠落回地面,其中大多数在大气层中焚毁了,至今围绕在地球轨道飞行的卫星大约只有6000颗左右;太空十分广阔,卫星在不同高度的轨道上飞行,它们相距遥远,轨道交叠的可能性不大。

但是卫星一旦失控,情况就变得不同。

2009年2月10日,铱星-33与俄罗斯报废的通信卫星kosmos-2251在789公里的太空迎头相撞,撞击产生数以万计的碎片对所有航天器都构成严重威胁,两颗卫星至今仍有超过1500个有记录的碎片在太空中飞行。

2009年卫星相撞事件

太空中并不只有这1500个碎片。据美国太空监视网估计,在环绕地球飞行的轨道上总共有超过1.28亿个直径小于1厘米的卫星碎片和超过100万个大于1厘米的空间碎片。被其中任何一片碎片击中都是毁灭性的灾难。

发射8500个航天器就已经制造了1亿多颗太空碎片,如果卫星数量一下子增加5倍,太空中的垃圾会增加多少?这是一个不敢想象的数字!

目前在地球周围已经有数以亿计的太空垃圾

没有人希望自己的卫星被碎片击毁,也没有人希望自己的卫星与另一颗卫星相撞,除非它的卫星数量众多且价格便宜。SpaceX的卫星工厂每天可以批量生产10颗一模一样的小卫星,并且一枚猎鹰9火箭一次能将60颗这样的小卫星撒到太空中去。因此,即便发生卫星相撞事故,SpaceX的损失也非常小,并且失去一两颗卫星对整个“星链”通信网络几乎不构成影响。

马斯克的太空网

星链卫星装有喷气发动机,通过地面控制可以调整卫星的轨道高度和轨道面,当然这是以牺牲卫星寿命作代价的。

2019年8月,欧洲航空局(ESA)通过跟踪与计算发现欧洲原子能机构的“风神”地球观测卫星有可能与SpaceX starlink 44号卫星相撞,ESA将信息通报给SpaceX,因为starlink 44星当时的轨道高度仅320公里,并没有处在550公里的正常轨道上。但SpaceX以“通信不佳”为由拒绝移动starlink 44,9月2日,ESA被迫改变“风神”的飞行轨道以避开美国卫星。

ESA为躲避starlink44不得不改变轨道

这并不是第一次发生欧美之间的沟通问题,ESA的专家称SpaceX为了测试星链而频繁调整卫星轨道,而这些参数并没有及时通知其它国家的航天机构,这为可能发生的太空撞击事件埋下了隐患。

迄今为止,SpaceX共向近地轨道发射了约1500颗小卫星,其中67颗已经脱离轨道并大部分坠毁。未来几年SpaceX将向轨道输送数以万计的卫星,并且其它太空通信企业也正在计划发射几千颗卫星以建设自己的太空互联网。因此未来的太空探索任务将会越来越危险。

大多数卫星在报废之前都会受控坠入大气层,卫星将在与空气剧烈的摩擦中分解、燃烧,没烧完的部分会溅落在南太平洋的“航天器墓地”,这里大部分是海洋,因此不会造成意外伤害。

太空残骸未来将成为新杀手

但马斯克的星链却不同,他有一批7500颗卫星运行在距离地面仅340公里的超低轨道上,并且这些轨道分成多达72个轨道面,这意味着一旦卫星失控,它未烧尽的残骸有可能掉落到地球的任何地方,谁都不知道自己哪一天会不会被从天而降的卫星零件击中。

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