马斯克这回赔大了！2月3日用猎鹰9号发射了49颗星链，总数已达2091颗，原本叫好声一片，没想到却遭遇了一场天劫：在SpaceX费了九牛二虎之力后，仍有40颗星链未能顺利提升轨道，这些卫星已经或即将坠入大气层。一个星期都不到，这批星链直接报废80%，太空中发生了什么事？
SpaceX在2月3日发射了49颗星链
对此SpaceX表示：猎鹰9号火箭的发射没出任何问题，一切都是地磁风暴惹的祸！要知道星链卫星在太空中的做派十分霸道，经常我行我素不给别国卫星让路，为什么一场地磁风暴却能将这群星链打得四散奔逃，最终摧毁了40颗呢？又为什么其它卫星却没听说有啥问题呢？
在天空中列队先进的星链
咋一听地磁风暴这个词，好像很吓人，似乎是地球磁场掀起了一场毁天灭地的大风暴，其实不然。地球磁场很弱，强度只有约0.5~0.6高斯，它的波动地球上的人类是感觉不到的。那么这个所谓的地磁风暴到底是什么呢？
原来，这场风暴是太阳引起的。太阳是太阳系的主宰，它不光发出光芒普照万物，还会释放出大量的高速带电粒子。这些粒子以200~800公里/秒的速度冲出太阳大气，飞向宇宙空间，称为太阳风，我们的地球就沐浴在太阳风的洗礼中。
大量带电粒子被吹向太空
假如地球没有磁场的话，在太阳风的吹拂下，大气层会逐渐丧失，当大气压降到一定程度时，液态水也会消失，直至变成火星那样的不毛之地。幸好地球拥有一个恰到好处的磁场，阻挡了太阳风对大气层的侵蚀，这才让地球亿万年来万物繁盛，孕育出了人类文明。
地磁场还将一部分带电粒子导引到南北极，与高层大气作用，形成了绚烂的极光。但它也不是万能的，当太阳风强度很大时，地磁场和电离层在猛烈的冲击下会出现扰动，一些依赖电离层的无线电通讯会中断，严重时还会影响电网设施，这就是所谓的地磁风暴。
地磁场挡住了太阳风的侵袭
而造成这种现象的始作俑者当然还是太阳，当太阳上出现了一些扰动时，会在短时间内向外释放出大量高能带电粒子，形成强劲的太阳风暴。当太阳表面发生耀斑爆发或日冕物质抛射时，就会产生太阳风暴。
耀斑是太阳大气中磁场能量的突然释放，会造成太阳辐射突然增强。而日冕物质抛射则是一团巨大的等离子体，在几分钟或几个小时之内被从日冕中抛射出来，是太阳系内规模最大，程度最剧烈的能量释放过程，就如同太阳打了一个大喷嚏，会将大量的高能带电粒子带到地球，甚至突破地磁场的约束，引发一系列后果。
日冕物质抛射
除了造成地磁风暴和特别明亮的极光外，带电粒子还会加热地球高层的大气，使其变得更热，大气层向外扩展，近地轨道上的大气密度也会增加。对于航天器来说，太阳风暴产生的高能粒子有可能直接破坏电子元件，还可能对宇航员出舱太空行走带来风险。而大气密度的升高，则直接导致了40颗星链卫星的坠落。
这是由于星链卫星的入轨并不是一步到位的，它们先由火箭发射到高度约210公里的近地轨道，然后再通过自身动力来升高轨道，直至到达工作轨道。而据SpaceX透露，这批49颗卫星在发射后第二天就遭遇了地磁风暴的影响。
星链卫星
机载仪器显示，风暴升级速度和严重程度导致大气阻力比发射时高出了50%。星链团队操控卫星进入了安全模式，以最大程度减少阻力，躲避风暴。但由于在低空飞行时阻力增大，卫星无法脱离安全模式开展轨道提升操作，最终导致40颗卫星将坠入或已坠入地球大气层。
从这段声明来看，显然SpaceX将这个锅完全甩给了地磁风暴，或者说太阳风暴，但问题是既然这次太阳风暴的影响这么大，为什么别人的卫星乃至其它星链卫星都听说出事呢？这里面其实暴露了SpaceX和星链的两个重大问题！
一个就是星链问题的动力问题，太孱弱了！它使用的是霍尔电推进器。这种推进器很先进，它利用物理学中的霍尔效应，将工质电离后再用电场加速，使离子向后喷出，离子喷出的速度可达20~50公里每秒，因此比冲极高，可以达到几千秒，可达液氢液氧火箭发动机的10倍左右，因此消耗的燃料（工质）极少。
霍尔电推力器
正因为有了霍尔电推，星链才得以实现入轨、轨道保持、机动以及最后离轨退役，而不用像化学火箭发动机那样携带大量的燃料。但霍尔电推的推力很小，世界上最大推力的霍尔电推是美国的X3，最大推力5.4牛顿，我国航天科技集团五院510所的HET-450，最大推力达到了4.6牛顿，而实际安装在卫星上的霍尔推力器往往只有几十毫牛顿。
这么小的推力，必须通过长时间的工作，才能实现航天器的轨道机动，不能在短时间内改变轨道。这就意味着星链没有紧急变轨避险的能力。例如：我国曾在2021年12月3日向联合国秘书长递交照会，披露两颗星链卫星分别在2021年的7月1日和10月21日，先后两次逼近了中国空间站，我方为规避危险而实施了紧急避碰。
星链卫星采用霍尔电推
这也体现了星链的耍流氓策略：既然我避不开，那就还是按原轨道前进，只有别人躲我，而我不会躲别人。反正星链成本便宜，撞毁了也不心疼，至于别人的卫星，你们爱躲不躲，我不在乎。
然而此方法在面对他国卫星时有效果，一般对方都躲了，但这次发射却正是栽在了这上头。由于星链发动机推力小，提升轨道的过程比较长，当太阳风暴来袭时，没有能力马上升高轨道，只能停留在阻力已经变大的低轨道上。而太阳可不会像其它卫星那样躲避星链，直接暴击毫不客气，于是40颗卫星就悲剧了。
当阻力增大时，星链卫星只好进入安全模式，缩成一个薄片，以侧边作为迎风面以减小阻力，但这样一来霍尔推进器也就没法用了，只能眼睁睁地看着它高度越来越低，直至落入大气层。
太阳的脾气可不好
而其它那些装有化学火箭发动机的卫星，由于推力够大，有能力在太阳风暴来临时，维持住轨道高度不下降，或是快速脱离较低轨道，来到大气密度极低的高轨道，也就没这个问题了。
其实，如果SpaceX能够预测到这次太阳风暴，谨慎选择发射窗口以避开它的话，就可以避免大量卫星报废的事故。这就暴露了第二个问题：SpaceX或者是美国太空部门未能准确预测到太阳的这次爆发。
由于太阳风的强弱变化对航天器的安全有着巨大的影响，所以对太阳活动的监视非常重要，这项工作也被称为太空天气预报。太阳活动的活跃程度存在一定规律，有高峰有低谷，是可以进行观测和预警的。
通过观测太阳黑子活动可以获得太阳活动规律
为了满足我国卫星和空间站项目的需求，中国气象局专门设置了国家空间天气监测预警中心，会提前预判太阳活动走势与变化，盯紧活动区的一举一动，在太阳爆发之前发布准确预警，同时还会提供空间站飞行轨道上大气密度参数。对空间站的运行和航天员的舱外活动提供了有力的保障。
我国的空间天气预报员在工作
美国当然也有类似的监视和预警机构，但从星链这次的惨烈事故来看，显然是漏报或低估了这次太阳风暴。因此，这个锅不能只甩给太阳或地球磁场，SpaceX和美国太空部门都有责任。
