本文轉(zhuǎn)載自公眾號“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

這并不是個無端的問題，因為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，即使是一個巨大的火球，也只會在天空中持續(xù)幾秒，然后嗖的一下消失掉。而太空垃圾和飛機的角速度接近（它們實際速度比天上飛機快，但因為高度更高，所以視覺效果和飛機速度差不多），可能會在頭頂停留幾分鐘?！惫?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公司提出的一項雄心勃勃的計劃，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又申請將總數(shù)擴大至3萬顆以上。2019年5月，首批60顆試驗衛(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劃部署越來越多的近地軌道衛(wèi)星。麥克道爾估計，當(dāng)它們?nèi)坎渴鹜戤呏螅覀冾^頂上將有超過3萬顆近地軌道衛(wèi)星。這些衛(wèi)星的設(shè)計壽命通常為5到7年，預(yù)期壽命到達(dá)后，它們會被引導(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號火箭在第二級發(fā)射時發(fā)生故障，導(dǎo)致20顆星鏈衛(wèi)星進(jìn)入“錯誤”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：“幾年之內(nèi)，我們在夜空中看到的每16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增加，而每一次碰撞，都會產(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，成為一種級聯(lián)反應(yīng)，地球最終可能會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，一顆在軌運行的衛(wèi)星和一顆報廢的衛(wèi)星以11.7千米/秒的速度相撞，瞬間由兩個物體變成了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段進(jìn)行大量長時間曝光，而這正是衛(wèi)星最容易被太陽照亮、最顯眼的時間。

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)出的光線可能會污染空間望遠(yuǎn)鏡拍攝到的幾乎所有圖像。研究團隊模擬了56萬顆衛(wèi)星將如何影響四個太空望遠(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、歐空局計劃中的ARRAKIHS望遠(yuǎn)鏡和中國計劃中的巡天望遠(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受到污染。這可能對各種科學(xué)研究產(chǎn)生影響。

衛(wèi)星光線對望遠(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是天空中劃過的小行星，哪個是一顆衛(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，它們會在高空燒毀，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?，甚至數(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年的一項分析，當(dāng)時所有因人造衛(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存庫，相對穩(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λ鼈兊难芯亢捅O(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，也實現(xiàn)不了你的愿望，因為那可能只是馬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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