马斯克嗖嗖地发射卫星，一次发射100多颗，会带来什么危害

　　SpaceX 最近一次创纪录一口气将143颗卫星送入了地球轨道。其中有133颗是向SpaceX支付发射费用的商业卫星和10颗自己的星链卫星。
　　143颗卫星在发射前的图片(来源：Planet/SpaceX)
　　截止到目前为止，太空中一共运行着961颗马斯克的星链卫星。今年SpaceX计划将发射频率提升到每两周一次。
　　马斯克这么＂嗖嗖＂地向天上发射卫星，未来究竟会造成什么危害呢？
　　首批60颗Starlink互联网卫星，每颗重约226公斤SpaceX 的星链计划
　　星链计划是2015年提出来的。按照马斯克的宏伟蓝图，计划部署近1.2万颗卫星，未来可能会扩展到4.2万颗，Starlink星链将会让地球上的任何角落都覆盖卫星互联网，等到Starlink完成后马斯克就可以顺理成章地收租，而这也将为他带来巨大的利润。
　　不过，根据官方宣传，未来Starlink星链收取的互联网服务费将被投入到火星移民的项目中。
　　2019年，SpaceX派美国联邦通信委员会(FCC)为代表向国际电信联盟(ITU)提交申请，要求为新增的3万颗星联卫星安排频谱。说白了SpaceX就是抢先占领卫星发射领域的先机，占据未来轨道的有利条件。
　　为什么这么说呢？ 目前Starlink星链部署在550公里高度的卫星1440颗，1100公里高度Ku波段和Ka波段的卫星2825颗以及340公里V波段7500颗卫星。
　　为了减少数据传输中的延迟，大多数卫星都在靠近地球表面的低地球轨道上运行。小型卫星的寿命比大型卫星要短，有些完成任务后就会掉入大气层燃烧殆尽。
　　所以卫星运营商要一直保证这个区间的卫星运营，因此卫星不会越来越少，只会越来越多。
　　2020年SpaceX修改了Starlink网络的架构，申请了更多的卫星发射数量和使用波段。
　　看到马斯克这样一操作，其他的公司也纷纷发起卫星发射计划。建立类似的 ＂超级星座＂，其中不乏有亚马逊、Facebook、波音、三星等这样的巨头公司。
　　如果一切按照各家公司的计划进行，未来将有大约10万颗卫星 进入低轨道 。这是什么概念呢？截止到2020年8月，我们头顶的地球低轨道仅有2787颗从事各种工作的业务卫星在运行。未来低地球轨道的环绕地球空间一定会成为一种有限的资源。
　　在无线电使用方面同样如此。为了通信，卫星使用无线电频谱。随着超大星座的增加，无线电频率也成为大家抢夺的有限资源。
　　为什么要发射这么多的卫星？
　　近年来，卫星变得更小（有些甚至只有一克重）、更便宜，更容易用现成的商业部件制造。可重复使用的火箭发射技术，让发射成本暴跌，这让越来越多的人可以负担得起将卫星送入低地球轨道。
　　由数百甚至数千颗小卫星组成的超级星座群，可以替代一颗大型卫星，一次覆盖整个地球围绕地球轨道工作。
　　民用、军用和私人运营商正越来越多地使用星座来建立对地球的全球覆盖。它们可以提供包括气候监测、灾害管理或数字连接，如卫星宽带服务等。现在卫星已经和我们的日常生活息息相关了。
　　星链卫星每次发射60颗，卫星堆位于火箭的顶部。一旦进入轨道，卫星就会在地球周围散开。SPACEX
　　当一批卫星发射时，地面上的人看来，这些卫星就像一串 ＂珍珠 ＂一样，在天空中划过。
　　2019年5月24日，荷兰的一位天文学家拍摄到星联卫星列车发射后不久在天空中放大。Vimeo/SatTrackCam Leiden
　　左图：Starlink卫星是扁平的，有像手风琴一样的太阳能电池，右图：OneWeb卫星是盒状的，两侧各有太阳能电池
　　这么多的卫星被引入轨道实际上有很多问题，一不小心就会变成＂定时炸弹＂。天上运行的卫星会带来哪些危害？太空垃圾随时爆雷
　　我们头顶有随时会相撞爆炸的太空垃圾。除了现役卫星外，还有大量的碎片--包括旧火箭体、没用的卫星和数以十万计的微小颗粒--正在环绕地球。
　　地球轨道上所有被跟踪的碎片的图示。这些物体中约有95%是无法使用的。NASA
　　每一块碎片，无论多小，其速度都足以对重要设备造成灾难性的损害。一次撞击就可能对航天器上的宇航员造成致命的伤害。
　　奋进号航天飞机的散热器受到的空间碎片撞击 图片：NASA
　　低地球轨道上的卫星和超大型星座如果变得过于拥挤，碰撞也将变得无法避免。
　　2019年9月，欧洲航天局就不得不启动其中一颗卫星上的助推器，使其避开另一颗卫星，否则两者就会相撞。
　　理论上讲，一次碰撞可能会产生一些垃圾，然后引起另一次碰撞，又会产生更多的碎片，然后会导致一连串的碰撞。最终，地球将会被碎片包围，无法通行。 我们有可能需要花费数百年的时间才能清理出让航天飞行再次安全的碎片。
　　SpaceX发射的首批60颗Starlink卫星故障率为5%，有三颗卫星在发射升空后失效，它们将围绕地球一圈又一圈，直到地球引力将它们拉回地面，落入大气层燃烧。但是这个时间有可能会长达一年之久。一旦卫星发射规模以几十倍，几百倍的数量增加，这种危害的比例就会急剧升高。
　　＂超级星座 ＂卫星威胁夜空，给天文学家带来难题
　　天上的卫星太亮会形成 ＂巨型星群＂，遮住星星，干扰望远镜的工作。
　　小型望远镜通常不会注意到太大的差异。但大型望远镜，特别是那些专门用来扫视整个天空的望远镜，就会遇到观测问题。
　　卫星数量的激增会在地球望远镜上反射额外的光线，下图是望远镜的相机在5分钟曝光时间里出现了19条白线破坏了拍摄画面。
　　从智利的观测站来看，在夜间的任何时间都能看到大约600至700个高空物体。这些来自卫星的反射光会扰乱天文学家搜索可能从太阳方向接近的，威胁地球的小行星所需要的天文观测以及其他天文研究。
　　总结
　　科技的进步给我们的生活带来极大的便利，对社会经济和环境的好处也是巨大的。但它也会带来一些潜在的隐患和危险。
　　我们如何在技术创新进步的同时还能拯救天空，保护黑暗夜空自然资源，减少互联网卫星的干扰，这也是科学家们需要继续解决的难题。
　　拓展阅读：比起火箭残骸，太空垃圾更危险，普通人被砸中的几率有多大？
　　参考资料：
　　https://en.wikipedia.org/wiki/Starlink
　　https://www.businessinsider.com/spacex-starlink-satellites-risks-astronomy-space-junk-2019-11
　　https://www.sciencenews.org/article/starlink-spacex-satellites-amazon-oneweb-global-internet-astronomy
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