星链卫星大量坠落说明技术的短板
这两天星链大批量坠落,成为媒体关注的一个小热点,数据统计,2020-2024年:累计583颗“星链”卫星再入大气层焚毁。2020年仅坠落2颗,2021年增至78颗,2022-2023年维持在约88-99颗,但2024年激增至316颗(占累计总数的54%)。
这件事情很值得关注,也对中国的6G和未来的低轨卫星发展提供了一些参考。
星链会出现坠落这件事情并不奇怪,因为星链所在的轨道是300公里到550公里的低轨道,和同步轨道卫星3万公里相比离地球非常近,这么近的轨道卫星面临两个方面的问题。一个问题是地球的引力更为强大,强大的引力会吸引星链的小卫星不断接近地球,最后坠入大气层燃烧。另一个因为比较接近地球,虽然已经是外太空,还是有超稀薄空气,这些空气也会对星链小卫星有影响,最后导致影响它坠落。
星链卫星的设计寿命基本上就是5年,这些小卫星在太空中待的时间越长,受到地球引力越大,受到空气影响越多,最后坠落的几率就越高。我们也可以看出来,最初几年数量较少,现在数量大幅度增加。这就是时间长了的结果。
大量星链卫星的坠落,意味了必须进行更多的卫星补充,这也会加大星链运营成本,这些方面都值得我们关注。从另一个角度也显示,卫星通信只能作为一种补充和辅助的手段,有人认为它会取代地面通信,可以代替光缆或者是5G、6G的移动通信基站,这是很想当然,绝对是不可能的。
未来的6G会是天空地一体化,用低轨道卫星进行通信补充是必然的。中国已经陆续开始低轨道卫星的部署,以后也会形成一个类似或者是超出星链水平的低轨道卫星网络。但是不可能用低轨道卫星取代地面基站,因为能力完全不够。
大量的星链卫星的坠落,也给中国的低轨道卫星设计有了一些警示和参考,星链通信卫星设计,基本上是一个无动力的通信卫星,本身的能力也不够强大,在太空中对于星链卫星的管理手段就比较少。没有办法发现这些卫星所处的高度和位置,尤其无法进行精准的测量,有些卫星已经到了离地球很近的位置,很难被发现。即使发现了,也无法进行轨道矫正。所以今天星链接近地球,无法对其进行管理和矫正。
未来中国的低轨道卫星,在设计时就要把管理能力、测距能力和矫正能力加入其中,在地面上就可以发现这些卫星所处的轨道位置,这些卫星是不是过于接近地球,如果发现已经过于接近地球,可以通过太阳能提供微动力进行矫正,保持这些卫星在一个安全的轨道上。
这个意义上今天星链的坠落,是开创者的贡献,帮助我们发现了问题,我们中国建立的低轨道卫星系统技术一定会更强。这个角度看星链对于人类的通信发展确实是有贡献的,我们应该对马斯克致以敬意。
星链的坠落也回答了我们另一个疑问,以前我们认为大量的发射星链卫星会占了轨道,其实这个轨道站不了几年,低轨道卫星不可能长期维持。我们还以为如果这些星链卫星不能通信,它会成为太空垃圾。事实证明,可能性也不是很大,这些小卫星最后都会坠入大气层烧掉。
所以对于星链卫星的坠落,我们不必大惊小怪,更不必幸灾乐祸,这个情况是低轨道卫星一个部分,这些情况的出现对于中国的地轨道卫星的设计和研发非常有价值的,值得我们去做比较深入的研究。