周三（2022年2月3日）發(fā)射49顆星鏈衛(wèi)星，周四（2月4日）40顆衛(wèi)星受太陽(yáng)磁暴影響進(jìn)入大氣層燒蝕損毀，預(yù)計(jì)這次發(fā)射和衛(wèi)星損失高達(dá)五千萬(wàn)美元。
目前SpaceX已經(jīng)發(fā)射1900顆星鏈衛(wèi)星，現(xiàn)有14.5萬(wàn)個(gè)用戶。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月9日，馬斯克的太空探索技術(shù)公司（SpaceX）發(fā)布官方消息稱，于今年2月3日發(fā)射的49顆星鏈衛(wèi)星中的40顆已經(jīng)被一場(chǎng)地磁風(fēng)暴給毀掉了，預(yù)估這些衛(wèi)星將在不久之后重返大氣層銷毀，剩下的9顆又難以成組在軌組網(wǎng)承擔(dān)信號(hào)傳播任務(wù)。
馬斯克的星鏈太空互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星計(jì)劃預(yù)備向地球的近地軌道發(fā)射4萬(wàn)顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星，以建立覆蓋整個(gè)地球的 Internet互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，至今已經(jīng)發(fā)射了2000顆左右，今年的2月3日，SpaceX公司用獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射了49顆Starlink組網(wǎng)衛(wèi)星，這些衛(wèi)星原計(jì)劃在發(fā)射后不久就被送到了距地面210公里的低近地軌道上，在這里進(jìn)行調(diào)試后，衛(wèi)星將啟動(dòng)電推進(jìn)系統(tǒng)上升到距地面520公里的運(yùn)行軌道上，完成最終的部署，結(jié)果調(diào)試工作還沒(méi)完成就遭遇到了一場(chǎng)大級(jí)別的地磁風(fēng)暴，被摧毀了40顆衛(wèi)星，這次發(fā)射算是白費(fèi)了。
在較低軌道部署的星鏈衛(wèi)星第二天受到磁暴的嚴(yán)重影響，導(dǎo)致大氣變暖，大氣密度增加，星載GPS顯示磁暴導(dǎo)致大氣阻力較發(fā)射前增加了50%，星鏈團(tuán)隊(duì)命令衛(wèi)星進(jìn)入安全模式，衛(wèi)星在該模式下可以側(cè)著飛行（fly edge-on），就像一張紙一樣，這樣可以最大減少阻力，有效“躲避風(fēng)暴”。
初步分析顯示，因大氣阻力的增加阻止星鏈衛(wèi)星離開(kāi)安全模式，不能提升軌道機(jī)動(dòng)，多達(dá)40顆衛(wèi)星重入大氣層，不會(huì)與其他衛(wèi)星發(fā)生碰撞，且不會(huì)有碎片掉落地面。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月7日凌晨2時(shí)40分左右，加勒比天文學(xué)會(huì)（SAC）的流星監(jiān)控相機(jī)記錄到了空間碎片再入大氣層，其中的幾個(gè)碎片可能是這次受磁暴影響的星鏈衛(wèi)星有關(guān)。值得一提的是，空間碎片再入大氣層的速度，比流星要慢很多，也很壯觀。
地磁風(fēng)暴是什么？太陽(yáng)內(nèi)部時(shí)刻都在進(jìn)行著核聚變反應(yīng)，使得其內(nèi)部溫度高達(dá)1,500萬(wàn)℃，這些能量也會(huì)向外輻射，突破太陽(yáng)的表面噴發(fā)到太空中，在我們看來(lái)就是太陽(yáng)表面出現(xiàn)了耀斑，這時(shí)候。太陽(yáng)就會(huì)從耀斑處噴發(fā)出大量的太陽(yáng)風(fēng)，這些太陽(yáng)風(fēng)大部分都是由氫氦等離子體形成的，其噴射速度可達(dá)每秒500~1200公里，是空氣中音速的數(shù)千倍。
當(dāng)這些帶電太陽(yáng)風(fēng)來(lái)到地球附近的時(shí)候，在大約7萬(wàn)公里外就會(huì)受到地球磁場(chǎng)磁力線的干擾，從而使得等離子太陽(yáng)風(fēng)沿著磁力線的方向向地球的兩極靠攏，越靠近兩極太陽(yáng)風(fēng)粒子密度越大，于是就出現(xiàn)了極光現(xiàn)象，所以從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，極光本身就是一種磁暴。
由于地球周圍的衛(wèi)星運(yùn)行軌道的高度大都在地表以上3萬(wàn)公里以內(nèi)，而地球磁場(chǎng)的有效保護(hù)范圍可達(dá)地表以上7萬(wàn)公里，所以太陽(yáng)風(fēng)不會(huì)經(jīng)常性地?fù)p毀太空中的衛(wèi)星，但是如果太陽(yáng)風(fēng)足夠強(qiáng)，地球外太空的磁力線無(wú)法完全阻擋太陽(yáng)風(fēng)的侵襲，那么這些帶電粒子就會(huì)形成大范圍的磁暴，從而影響到地球周圍運(yùn)行的衛(wèi)星了。
磁暴現(xiàn)象(Magnetic Storm)
磁暴現(xiàn)象是指當(dāng)太陽(yáng)表面活動(dòng)旺盛，特別是在太陽(yáng)黑子極大期時(shí)，太陽(yáng)表面的閃焰爆發(fā)次數(shù)也會(huì)增加，閃焰爆發(fā)時(shí)會(huì)輻射出X射線、紫外線、可見(jiàn)光及高能量的質(zhì)子和電子束。其中的帶電粒子（質(zhì)子、電子）形成的電流沖擊地球磁場(chǎng)，引發(fā)地磁擾動(dòng)現(xiàn)象稱為磁暴。
所謂強(qiáng)烈是相對(duì)各種地磁擾動(dòng)而言。其實(shí)地面地磁場(chǎng)變化量較其平靜值是很微小的。在中低緯度地區(qū)，地面地磁場(chǎng)變化量很少有超過(guò)幾百納特的（地面地磁場(chǎng)的寧?kù)o值在全球絕大多數(shù)地區(qū)都超過(guò) 3萬(wàn)納特）。一般的磁暴都需要在地磁臺(tái)用專門儀器做系統(tǒng)觀測(cè)才能發(fā)現(xiàn)。
磁暴是常見(jiàn)現(xiàn)象。不發(fā)生磁暴的月份是很少的，當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，可能一個(gè)月發(fā)生數(shù)次。有時(shí)一次磁暴發(fā)生27天（一個(gè)太陽(yáng)自轉(zhuǎn)周期）后，又有磁暴發(fā)生。這類磁暴稱為重現(xiàn)性磁暴。重現(xiàn)次數(shù)一般為一、二次。
“磁暴”現(xiàn)象整個(gè)地球是一個(gè)大磁場(chǎng)，地球的周圍充滿了磁力線。當(dāng)耀斑出現(xiàn)時(shí)，其附近向外發(fā)射高能粒子，帶電的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)它到達(dá)地球時(shí)，便擾亂原來(lái)的磁場(chǎng)，引起地磁的變動(dòng)，一般產(chǎn)生在耀斑爆發(fā)后20—40小時(shí)。發(fā)生磁暴時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度變化很大，對(duì)人類活動(dòng)特別是與地磁有關(guān)的工作會(huì)有很大影響。
影響地球大氣太陽(yáng)的遠(yuǎn)紫外線和太陽(yáng)風(fēng)會(huì)影響大氣的密度，大氣密度的變化周期為11年，顯然與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)。太陽(yáng)活動(dòng)還可能影響到大氣溫度和臭氧層，進(jìn)而影響到農(nóng)作物的產(chǎn)量和自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
由于太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)人類有影響，特別是對(duì)航天、無(wú)線電通訊、氣象等方面影響顯著，因此，研究太陽(yáng)活動(dòng)，特別是太陽(yáng)耀斑發(fā)生的規(guī)律，并設(shè)法進(jìn)行預(yù)報(bào)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
在20世紀(jì)60年代，科學(xué)家們用空間探測(cè)器證實(shí)了太陽(yáng)風(fēng)的存在。當(dāng)太陽(yáng)上面有大的爆發(fā)現(xiàn)象(太陽(yáng)爆發(fā)、色球爆發(fā)等)，特別是強(qiáng)烈的耀斑出現(xiàn)時(shí)，太陽(yáng)風(fēng)帶電微粒急增。由于地磁場(chǎng)的作用，太陽(yáng)風(fēng)里相當(dāng)一部分的帶電微粒，沿著磁力線回旋在南、北磁場(chǎng)附近的地球高空中。
這樣，處在高層大氣中的各種氣體原子和分子會(huì)受到帶電粒子的撞擊、電離和激發(fā)，從而使之產(chǎn)生出一種類似于充氣管所出現(xiàn)的輝光，這便是極光現(xiàn)象；與此同時(shí)，在地球的磁場(chǎng)里往往會(huì)發(fā)生明顯的磁暴現(xiàn)象，電訊中斷了，指南針的磁針發(fā)了瘋似的亂轉(zhuǎn)。
A geomagnetic storm is a major disturbance of Earth's magnetosphere that occurs when there is a very efficient exchange of energy from the solar wind into the space environment surrounding Earth. These storms result from variations in the solar wind that produces major changes in the currents, plasmas, and fields in Earth’s magnetosphere. The solar wind conditions that are effective for creating geomagnetic storms are sustained (for several to many hours) periods of high-speed solar wind, and most importantly, a southward directed solar wind magnetic field (opposite the direction of Earth’s field) at the dayside of the magnetosphere. This condition is effective for transferring energy from the solar wind into Earth’s magnetosphere.
The largest storms that result from these conditions are associated with solar coronal mass ejections (CMEs) where a billion tons or so of plasma from the sun, with its embedded magnetic field, arrives at Earth. CMEs typically take several days to arrive at Earth, but have been observed, for some of the most intense storms, to arrive in as short as 18 hours. Another solar wind disturbance that creates conditions favorable to geomagnetic storms is a high-speed solar wind stream (HSS). HSSs plow into the slower solar wind in front and create co-rotating interaction regions, or CIRs. These regions are often related to geomagnetic storms that while less intense than CME storms, often can deposit more energy in Earth’s magnetosphere over a longer interval.
Storms also result in intense currents in the magnetosphere, changes in the radiation belts, and changes in the ionosphere, including heating the ionosphere and upper atmosphere region called the thermosphere. In space, a ring of westward current around Earth produces magnetic disturbances on the ground. A measure of this current, the disturbance storm time (Dst) index, has been used historically to characterize the size of a geomagnetic storm. In addition, there are currents produced in the magnetosphere that follow the magnetic field, called field-aligned currents, and these connect to intense currents in the auroral ionosphere. These auroral currents, called the auroral electrojets, also produce large magnetic disturbances. Together, all of these currents, and the magnetic deviations they produce on the ground, are used to generate a planetary geomagnetic disturbance index called Kp. This index is the basis for one of the three NOAA Space Weather Scales, the Geomagnetic Storm, or G-Scale, that is used to describe space weather that can disrupt systems on Earth.
During storms, the currents in the ionosphere, as well as the energetic particles that precipitate into the ionosphere add energy in the form of heat that can increase the density and distribution of density in the upper atmosphere, causing extra drag on satellites in low-earth orbit. The local heating also creates strong horizontal variations in the in the ionospheric density that can modify the path of radio signals and create errors in the positioning information provided by GPS. While the storms create beautiful aurora, they also can disrupt navigation systems such as the Global Navigation Satellite System (GNSS) and create harmful geomagnetic induced currents (GICs) in the power grid and pipelines.
參考資料及信息來(lái)源：SpaceX、科普大世界、BBC、CNBC。
