太阳最近格外“暴躁”，它把这股怒气撒在了SpaceX“星链”卫星群的数千颗小型卫星上。
一项对从太空坠落的“星链”卫星的最新分析揭示了一种明显的规律：在2020年至2024年间，随着太阳活动周期逐渐向峰值攀升，因太阳活动而直接导致的卫星坠落数量也随之增加。
由美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的空间物理学家丹尼·奥利维拉领导的一个科学家团队，研究了在此期间坠向地球的523颗“星链”卫星，发现它们与太阳活动存在明显关联。
他们在论文中写道：“我们清晰地表明，当前太阳活动周期的强烈太阳活动，已对‘星链’卫星的重返（大气层）产生了重大影响。”
“这是卫星轨道阻力研究中非常激动人心的时刻，因为低地球轨道上的卫星数量和太阳活动水平，都达到了人类历史观测以来的最高值。”
太阳活动周期为11年，在此期间，太阳活动会围绕着太阳磁极的周期性反转而波动。它主要表现为太阳黑子、太阳耀斑和日冕物质抛射，这些活动在接近太阳活动极大期（磁极翻转时）会稳步增加，然后减弱至极小期，之后又逐渐增强。
这只是太阳的正常活动方式，目前我们正处于人类开始记录以来的第25个太阳活动周期的峰值。这实际上是一个相当强烈的周期，虽不是有记录以来最强的，但仍展现出比科学家在周期开始时预测的更多的太阳活动。
这意味着它对地球的影响也相当强烈。你可能已经注意到大量的极光活动，这是日冕物质抛射和太阳风携带的太阳粒子冲击地球大气层的结果。
但是太阳活动的增加还有另一个不太明显的影响：太阳抛射物的增加冲击高层大气，使其显著升温。
我们在地球表面察觉不到这种变化。但增加的能量使大气层膨胀，足以增加对低地球轨道航天器的阻力。这意味着它们无法按当前轨迹运行，需要做出调整以维持在轨道上。
需要明确的是，所有低地球轨道卫星都易受与太阳活动相关的阻力增加的影响。然而，截至目前，SpaceX已向低地球轨道发射了8873颗“星链”卫星，其中7669颗仍在运行。如此庞大的数量，为研究太阳活动极大期对低地球轨道卫星的影响，提供了绝佳的样本。
研究人员写道：“在此，我们利用……‘星链’轨道数据，对轨道高度和速度进行叠加周期分析，以确定不同强度太阳风暴造成的影响。‘星链’卫星的重返与第25个太阳活动周期的上升阶段相吻合，这是一个太阳活动不断增强的时期。”
SpaceX于2019年首次开始发射“星链”卫星，2020年首次出现卫星重返大气层的情况。最初，这些数字相对较低。2020年只有2颗，2021年有78颗卫星坠落，2022年为99颗，2023年为88颗。但到了2024年，这一数字大幅增加，共有316颗“星链”卫星从太空坠落。
研究人员根据当时的地磁条件，对这些重返事件进行了分类，即太阳活动对地球的影响强度。奇怪的是，约72%的重返事件发生在地磁条件较弱时，而非强烈的地磁风暴期间。
研究人员发现，这是由于在太阳活动周期上升阶段，阻力的累积效应所致。这些卫星的轨道并非一次性被破坏，而是随着时间推移逐渐微妙地恶化。与此同时，在地磁条件较强时坠落的卫星，比在地磁条件较弱时坠落得更快。
实际上，这是非常有趣的研究。我们对这一现象的数据掌握并不多，奥利维拉及其同事的研究，可能有助于制定策略，减轻太阳活动引起的轨道衰减，使低地球轨道卫星保持在应有的位置（而不是，比如说，撞上其他卫星，引发可怕的凯斯勒综合征）。
研究人员写道：“我们的研究结果很有前景，因为它们为利用短周期‘星链’数据（精确轨道测定、中性质量密度、冲压方向面积、阻力系数）改进地磁风暴期间，特别是极端事件期间的轨道阻力模型，指明了方向。”
该论文已被《天文学与空间科学前沿》接受发表，且可在arXiv上查阅。
