前言：星鏈，Starlink，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，在國(guó)內(nèi)因?yàn)楸姸嗬鐉z方面的原因，是被誤解程度很高一個(gè)航天事物。但各種誤解或謠傳能夠廣泛傳播的根本原因，還是一般公眾航天知識(shí)的匱乏，尤其是對(duì)此類大型衛(wèi)星星座的了解不足導(dǎo)致的。這里是一個(gè)很小的知識(shí)面，蔥衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)升空后，存活率，軌道殘骸影響等方面，讓大家對(duì)大型衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)更好的認(rèn)識(shí)基準(zhǔn)。

2023年7月22日 天文學(xué)家 Jonathan McDowell，江湖綽號(hào)“軌道警察” 發(fā)布了目前為止的星鏈衛(wèi)星狀態(tài)隨時(shí)間演化的的一張統(tǒng)計(jì)圖，同時(shí)舉例了其他數(shù)個(gè)歷史上或正在運(yùn)行中的其他大型衛(wèi)星星座的演化圖作參考對(duì)比。

以上圖表均為Jonathan所作，可先自行看圖解讀，避免先入為主。而以下則主要為我的個(gè)人評(píng)價(jià)：

圖一當(dāng)中，星鏈的狀態(tài)分類非常細(xì)，但作者其實(shí)上下排序還是留了心眼的，基本可以以黑色（未能入軌）為界，其上為失效的了衛(wèi)星，其下為仍然有效的衛(wèi)星。其中可以看到，從2019大規(guī)模發(fā)射開(kāi)始到目前2023年中約四年間，星鏈衛(wèi)星失效數(shù)量比大約為十分之一不到。還有額外可以之處幾點(diǎn)細(xì)節(jié)：1. 因?yàn)樾擎溗行l(wèi)星均為500km左右的近地軌道，所以并不存在進(jìn)入墓場(chǎng)軌道的衛(wèi)星，Graveyard一欄實(shí)質(zhì)上為空；2.星鏈衛(wèi)星中失效的，主體為粉色和紅色，即退休或是測(cè)試運(yùn)行時(shí)沒(méi)通過(guò)的，且已經(jīng)再入大氣的衛(wèi)星。占比目測(cè)略大于5%；3. 在軌失去機(jī)能的衛(wèi)星數(shù)量，即成為軌道垃圾的衛(wèi)星數(shù)量，圖中雖然看不出來(lái)，但據(jù)我所知還是有數(shù)顆的，但數(shù)量應(yīng)該為個(gè)位數(shù)，整體占比應(yīng)該小于四百分之一。這樣看下來(lái)，星鏈衛(wèi)星的整體存活率意外尚佳，而其對(duì)于報(bào)廢衛(wèi)星的處理則是非常優(yōu)秀的，產(chǎn)生的有效軌道殘骸很少。

星鏈作為歷史上規(guī)模空前的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，項(xiàng)目在申請(qǐng)之初，潛在軌道的軌道殘骸問(wèn)題就受到高度關(guān)注。FCC, ITU, NASA 等多方機(jī)構(gòu)都給星鏈項(xiàng)目提出了航天歷史上前所未有的相關(guān)要求，例如所有衛(wèi)星必須退役前必須保有至少兩次完全褪軌的機(jī)動(dòng)能力等。當(dāng)然，申請(qǐng)階段的時(shí)候有的只是方案層面。而項(xiàng)目運(yùn)行五年多，我們從實(shí)踐層面上也有了越來(lái)越多的數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)判SpaceX到目前為止表現(xiàn)如何。個(gè)人評(píng)價(jià)是非常優(yōu)秀的，當(dāng)然，沒(méi)有一些參考對(duì)比大家會(huì)對(duì)此缺乏概念。所以，其他星座的表現(xiàn)也有必要了解。

蘇聯(lián)的 Strela-1M?衛(wèi)星系統(tǒng)，全網(wǎng)360顆，可以算一個(gè)反面教材了。當(dāng)然，其所在時(shí)代非常早，有其時(shí)代局限性，技術(shù)和對(duì)軌道環(huán)境保護(hù)的概念都遠(yuǎn)不如現(xiàn)在。衛(wèi)星發(fā)射階段存活率就大約只有一半，項(xiàng)目開(kāi)啟5年左右衛(wèi)星存活約三分之一，開(kāi)啟10年左右存活率約四分之一。當(dāng)然，最為令人詬病的是所有衛(wèi)星退役后，全部滯留軌道。因?yàn)椴痪邆渫受壴O(shè)計(jì)，軌道高度高達(dá)1500km，所以成為半永久的太空垃圾。不過(guò)比較以前的航天界缺乏對(duì)太空環(huán)境的保護(hù)概念，所以無(wú)可厚非。

Planetlab 運(yùn)行的低軌道對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，目前發(fā)射總數(shù)已經(jīng)超過(guò)500，也是比較大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)了。運(yùn)行四年存活率一半左右，有點(diǎn)低，但它們的衛(wèi)星一般都非常小，一部分設(shè)計(jì)壽命也只有三年，所以也不是不合理。其衛(wèi)星也不具備主動(dòng)褪軌能力，衛(wèi)星報(bào)廢后，會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間內(nèi)在軌道的滯留。因而在2020年前后，有相當(dāng)比例的衛(wèi)星作為軌道垃圾漂浮中。但因?yàn)檐壍垒^低，個(gè)頭也比較小，自然沉降時(shí)間較短，因而2023年開(kāi)始出現(xiàn)了比較明顯的殘骸減少（注：圖中最后一年為推算）。就軌道殘骸影響而言，因?yàn)樾l(wèi)星大部分只能靠自然沉降褪軌，報(bào)廢后會(huì)滯留軌道紀(jì)念，所以有一定影響，但綜合來(lái)說(shuō)其實(shí)還算尚佳。

Globalstar 又是一個(gè)不錯(cuò)的例子，雖然其數(shù)量較少，但因?yàn)槠溥\(yùn)行軌道和蘇聯(lián)的例子類似，主要在1400km+的軌道上工作，無(wú)非期望自然沉降。那么衛(wèi)星報(bào)廢后如何處理？可以看到Globalstar做的處理是把退役的衛(wèi)星推入設(shè)計(jì)好的墓場(chǎng)軌道，以最小化軌道環(huán)境影響。圖中可以看到大部分的報(bào)廢衛(wèi)星都順利進(jìn)入了墓場(chǎng)軌道，但有近10顆在軌報(bào)廢，成為太空垃圾。即近五分之一的退役衛(wèi)星（或全星座占比十分之一不到）未能無(wú)害化處理。個(gè)人感覺(jué)就結(jié)果來(lái)說(shuō)表現(xiàn)劣于Planetlab，不過(guò)其不少一代衛(wèi)星產(chǎn)于20年前，也許后來(lái)的第二代第三代衛(wèi)星能夠有所進(jìn)步。

最后，星鏈對(duì)比其他衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，但就軌道殘骸的產(chǎn)生比例，就數(shù)據(jù)來(lái)看毫無(wú)疑問(wèn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他歷史上和現(xiàn)役中的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的。當(dāng)然，目前星鏈僅僅運(yùn)行五年，還沒(méi)有到大規(guī)模退役時(shí)期，后續(xù)仍需觀察。

但無(wú)論如何，希望網(wǎng)絡(luò)上缺乏軌道知識(shí)卻隨意使用“太空垃圾”的聲音少一點(diǎn)，太空環(huán)境非常重要，也正因如此，大家需要對(duì)此問(wèn)題有一定認(rèn)知和了解，從數(shù)據(jù)出發(fā)評(píng)論的理性聲音應(yīng)該多一些。