本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“環(huán)球科學(xué)”（id：huanqiukexue）

2022 年 2 月，一顆疑似星鏈衛(wèi)星在波多黎各上空解體丨Caribbean Astronomical Society

當(dāng)你抬頭仰望星空，看到的卻并不是星星。

撰文 | 冬鳶

審校 | 王昱

夜空中，一個(gè)散發(fā)著亮光的物體劃過，那是太空中的東西正在進(jìn)入地球大氣層，摩擦生熱劇烈燃燒，發(fā)出光亮。

許多攝影師拍下了這個(gè)過程，分享在社交媒體上，但又不停地嘀咕：自己到底該如何分辨，這是傳統(tǒng)意義上的流星，還是燃燒的太空垃圾？

視頻來源：University of Western Ontario and Defence R&D Canada

這并不是個(gè)無端的問題，因?yàn)?strong>從天空中返回地球大氣的廢棄衛(wèi)星，越來越多了。

“區(qū)分流星和太空垃圾最簡單的方法就是看速度。來自太陽軌道的流星，即使是一個(gè)巨大的火球，也只會(huì)在天空中持續(xù)幾秒，然后嗖的一下消失掉。而太空垃圾和飛機(jī)的角速度接近（它們實(shí)際速度比天上飛機(jī)快，但因?yàn)楦叨雀撸?strong>所以視覺效果和飛機(jī)速度差不多），可能會(huì)在頭頂停留幾分鐘。”哈佛-史密森尼天體物理中心（Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics）的天體物理學(xué)家喬納森·麥克道爾（Jonathan McDowell）在接受EarthSky采訪時(shí)回答道。

擁擠的天空

“目前，每天都有1到2顆星鏈衛(wèi)星墜落回地球。”麥克道爾表示。

星鏈（Starlink）是埃隆·馬斯克的SpaceX公司提出的一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃，目標(biāo)是在近地軌道部署成千上萬顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星。該項(xiàng)目于2015年首次公布，馬斯克將其描述為“在太空中重建互聯(lián)網(wǎng)”，為全球提供高速寬帶服務(wù)。美國最初批準(zhǔn)了1.2萬顆衛(wèi)星的部署許可，隨后SpaceX又申請(qǐng)將總數(shù)擴(kuò)大至3萬顆以上。2019年5月，首批60顆試驗(yàn)衛(wèi)星升空，此后發(fā)射節(jié)奏不斷加快。到2025年底，星鏈在軌運(yùn)行的衛(wèi)星已超過9000顆，并仍在向萬顆的規(guī)模邁進(jìn)。

星鏈衛(wèi)星丨Wikideas1 - CC-BY-4.0

除了星鏈衛(wèi)星，許多其他公司和國家也在計(jì)劃部署越來越多的近地軌道衛(wèi)星。麥克道爾估計(jì)，當(dāng)它們?nèi)坎渴鹜戤呏?，我們頭頂上將有超過3萬顆近地軌道衛(wèi)星。這些衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命通常為5到7年，預(yù)期壽命到達(dá)后，它們會(huì)被引導(dǎo)再入大氣層燒毀，再由新衛(wèi)星替換。

麥克道爾認(rèn)為，不久之后，平均每天將有5顆衛(wèi)星重返大氣層。

星鏈衛(wèi)星返回大氣層的頻率丨Jonathan McDowell

除了衛(wèi)星達(dá)到正常預(yù)期壽命，一些其他的情況也可能導(dǎo)致衛(wèi)星被迫再入大氣層。例如，2022年初，一場太陽風(fēng)暴導(dǎo)致了40顆星鏈衛(wèi)星墜毀。2024年7月12日，由于獵鷹9號(hào)火箭在第二級(jí)發(fā)射時(shí)發(fā)生故障，導(dǎo)致20顆星鏈衛(wèi)星進(jìn)入“錯(cuò)誤”軌道。隨后，所有這些星鏈衛(wèi)星都被迫重入大氣層。

凱斯勒綜合癥

越來越擁擠的太空，給科學(xué)家們帶來了許多擔(dān)憂。2021年，加拿大里賈納大學(xué)（University of Regina）的科學(xué)家薩曼莎·勞勒（Samantha Lawler）就估計(jì)：“幾年之內(nèi)，我們?cè)谝箍罩锌吹降拿?6顆’星星’中就有就有一顆可能是人造衛(wèi)星。”

早在1978年，美國航空航天局（NASA）科學(xué)家唐納德·凱斯勒（Donald Kessler）和比爾東·G·庫爾-帕萊（Burton G. Cour-Palais）就提出，隨著地球軌道上人造衛(wèi)星數(shù)量的增加，衛(wèi)星之間碰撞的概率也會(huì)增加，而每一次碰撞，都會(huì)產(chǎn)生更多太空碎片。這些碎片進(jìn)一步增加了衛(wèi)星被碰撞的概率，成為一種級(jí)聯(lián)反應(yīng)，地球最終可能會(huì)被一條碎片帶所籠罩。這一理論被稱為“凱斯勒綜合癥”（Kessler syndrome），而我們正離它越來越近。

圖片來源：Hashem Al Ghaili / Science

人造物體在太空中的碰撞事件，到如今也已經(jīng)早就不是新鮮事了。例如2006年，一顆在軌運(yùn)行的衛(wèi)星和一顆報(bào)廢的衛(wèi)星以11.7千米/秒的速度相撞，瞬間由兩個(gè)物體變成了2300塊碎片。如今，地球軌道上成千上萬的物體之間近距離擦身而過的現(xiàn)象也越來越常見。國際空間站就曾數(shù)次被迫在短時(shí)間內(nèi)多次調(diào)整軌道，以避開來襲的空間碎片。

遮蔽天空的衛(wèi)星

越來越多的衛(wèi)星，還會(huì)影響天文觀測。

星鏈衛(wèi)星在夜空中總是顯得格外明亮，許多天文觀測都曾受其影響。比如在長曝光天文觀測中，會(huì)拍攝到星鏈衛(wèi)星軌跡留下的亮線，遮擋了暗弱的恒星、星系和遙遠(yuǎn)天體。

天文學(xué)界普遍認(rèn)為，這一問題會(huì)隨著衛(wèi)星數(shù)量的增加而急劇放大。衛(wèi)星的大規(guī)模部署，可能會(huì)整體抬高夜空背景亮度，形成一種前所未有的“太空光污染”。尤其是那些用于大范圍巡天的望遠(yuǎn)鏡，它們往往在黃昏和黎明時(shí)段進(jìn)行大量長時(shí)間曝光，而這正是衛(wèi)星最容易被太陽照亮、最顯眼的時(shí)間。

這種影響并不局限于地面望遠(yuǎn)鏡，衛(wèi)星的反射光甚至可能干擾空間望遠(yuǎn)鏡的觀測。本月發(fā)表在《自然》（Nature）的新研究中，NASA的科學(xué)家指出，人類計(jì)劃在未來幾年發(fā)射到地球軌道的50萬顆衛(wèi)星，發(fā)出的光線可能會(huì)污染空間望遠(yuǎn)鏡拍攝到的幾乎所有圖像。研究團(tuán)隊(duì)模擬了56萬顆衛(wèi)星將如何影響四個(gè)太空望遠(yuǎn)鏡。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星反射的光線將影響NASA的SPHEREx望遠(yuǎn)鏡、歐空局計(jì)劃中的ARRAKIHS望遠(yuǎn)鏡和中國計(jì)劃中的巡天望遠(yuǎn)鏡拍攝的所有圖像的96%，就連觀測范圍較窄的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，拍攝到的圖像中也有三分之一會(huì)受到污染。這可能對(duì)各種科學(xué)研究產(chǎn)生影響。

衛(wèi)星光線對(duì)望遠(yuǎn)鏡的影響丨Borlaff et al, 2025./Nature

“想象一下，你正在努力尋找可能對(duì)地球造成潛在危害的小行星，”該研究的主要作者、NASA的科學(xué)家亞歷杭德羅·博爾拉夫（Alejandro Borlaff）說，“然而，你真的很難分辨哪個(gè)是天空中劃過的小行星，哪個(gè)是一顆衛(wèi)星，它們看起來幾乎是一樣的。”

燒掉了并不代表無害

這些衛(wèi)星也可能影響地球環(huán)境。

當(dāng)衛(wèi)星再入大氣層時(shí)，它們會(huì)在高空燒毀，釋放出氧化鋁等金屬顆粒。這些金屬顆?？梢栽谄搅鲗又型Ａ舳嗄辏踔翑?shù)十年。有研究指出，如果星鏈衛(wèi)星全面部署，其再入大氣層時(shí)向平流層注入的鋁元素總量可能超過所有天然流星的總和。而根據(jù)2021年的一項(xiàng)分析，當(dāng)時(shí)所有因人造衛(wèi)星或航天器再入大氣層而在大氣中產(chǎn)生的污染物，質(zhì)量還僅是天然流星的3%。

研究人員主要擔(dān)心的是衛(wèi)星燒毀后留下的鋁，如果最終形成氧化鋁或氫氧化鋁，它會(huì)與平流層中的氯化氫反應(yīng)生成氯化鋁。氯化氫是平流層中氯的主要儲(chǔ)存庫，相對(duì)穩(wěn)定；而氯化鋁很容易被光分解，釋放出氯，從而破壞臭氧層。此外，金屬氣溶膠還可能促進(jìn)極地平流層云的形成，而極地平流層云會(huì)催化釋放破壞性氯的反應(yīng)。

星鏈衛(wèi)星返回地球丨AZ Intel via Bluesky

此外，這些微小顆粒還能夠吸收和反射太陽光線，或作為其他化學(xué)反應(yīng)的表面，以我們尚未完全了解的方式改變地球大氣層。這些事件目前都發(fā)生在很高的地方，我們?nèi)祟惸壳皩?duì)它們的研究和監(jiān)測也都還很有限。

總之，世界變化很大，天空也和從前完全不一樣了。夜空中最亮的那顆星，可能是人造衛(wèi)星；劃過的流星，也實(shí)現(xiàn)不了你的愿望，因?yàn)槟强赡苤皇邱R斯克傾倒在平流層的垃圾。

參考文獻(xiàn)

[1]https://earthsky.org/human-world/1-to-2-starlink-satellites-falling-back-to-earth-each-day/

[2]https://earthsky.org/human-world/kessler-syndrome-colliding-satellites/

[3]https://phys.org/news/2025-12-astronomers-satellite-growth-contaminate-space.html

[4]https://www.nature.com/articles/s41586-025-09759-5

[5]https://www.nature.com/articles/s41598-021-89909-7

[6]https://www.science.org/content/article/burned-satellites-are-polluting-atmosphere

[7]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0273117720307663?via%3Dihub

[8]https://sdup.esoc.esa.int/discosweb/statistics/

[9]https://amplyfi.com/blog/esas-2025-report-and-what-it-means-for-your-business/

[10]https://aerospace.illinois.edu/news/59380

[11]https://www.washington.edu/news/2023/10/03/bluewalker3-iau/

[12]https://www.lsst.org/content/lsst-statement-regarding-increased-deployment-satellite-constellations

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