人類距離被鎖死在地球表面，也許只剩2.8天

本文轉載自公眾號“環球科學”（id：huanqiukexue）

圖片來源：NASA

凱斯勒現象的威脅越來越近了。

撰文｜王昱

審校｜冬鳶

2025年12月17日，美國SpaceX公司的星鏈35956號衛星發生異常。這顆衛星的推進劑儲罐泄漏，導致它產生翻滾，軌道高度迅速下降了4千米，失去了與地面的聯系，并且還可能產生了數十塊空間碎片。

好消息是，SpaceX表示，這顆故障衛星和碎片預計在數周內就能重返大氣層并完全燒毀。不至于在近地軌道上停留太多時間，從而對軌道上的其他航天器造成威脅。科學家一直擔心，偶然產生的空間碎片可能撞擊其他衛星，從而產生更多碎片，最終近地軌道的碎片數量太多，封鎖了地球近地軌道。

ESA制作的地球周圍空間碎片分布圖丨ESA

但壞消息是，近期美國普林斯頓大學的研究人員發現，近地軌道已經太過擁擠，如果我們失去了對衛星的管控能力，我們距離被困在在地球表面，可能只剩下2.8天的時間。

擁堵的近地軌道

近年來，SpaceX大幅提升了人類向太空投送衛星的能力，但它建設的星鏈星座也導致近地軌道擁堵不堪，災難性連鎖反應的威脅越來越不能忽視。偶然產生的空間碎片可能撞擊其他衛星，從而產生更多碎片，最終近地軌道會被危險的太空垃圾覆蓋，所有近地軌道航天器都難以避免被撞擊的威脅，人類再也無法將航天器安全得送往近地軌道，被鎖死在地球表面。這被稱為凱斯勒現象。

星鏈衛星在地球軌道上的分布丨satellitemap.space

根據普林斯頓大學莎拉·蒂勒（Sarah Thiele）在預印本平臺上公開的論文，在當前所有近地軌道的巨型星座中，每22秒就會發生一次衛星近距離接近，這代表兩顆衛星以不到1千米的間距相互經過。僅就數量已經超過9000的星鏈衛星而言，這個數字是每11分鐘一次。

這自然會帶來非常高的碰撞風險，SpaceX也做出了相應的應對。平均而言，每顆星鏈衛星每年都需要進行41次機動操作，以避免它與軌道上的其他物體相撞。這聽起來是SpaceX在通過精密的方式控制衛星運行，但卻有一個不容忽視的風險：所有可能失效的系統，終有一天會失效。

假如地面失去了控制衛星的能力，任由衛星自己運行，不進行規避機動，多久之后就會產生第一次衛星之間的碰撞？研究人員在論文中提出了一個指標——碰撞實現與重大損害時鐘（the Collision Realization and Significant Harm Clock），它的首字母縮寫是CRASH clock，意為碰撞時鐘。

根據論文的計算，在2018年之前，也就是星鏈等大型星座開建之前，碰撞時鐘是121天。但截至2025年6月，碰撞時鐘已經極速縮短到了2.8天。換句話說，就是人類只需要失去對衛星的變軌控制，僅需2.8天，衛星間的碰撞就會讓近地軌道不再可用。更令人憂心的是，衛星運營商哪怕僅僅失去24小時的衛星控制能力，就會有30%的概率發生衛星和衛星的碰撞，觸發凱斯勒現象。

失控的衛星

地面對衛星的控制并不是100%的可靠，太陽風暴就是威脅之一。

衛星雖然運行在太空中，但太空并不是完全真空，衛星依然會受到一定的空氣阻力。太陽風暴可以加熱高層大氣，導致衛星受到的空氣阻力增加，給衛星的位置帶來不確定性。比如2024年5月的一次太陽風暴導致低地球軌道上超過一半的衛星不得不消耗部分燃料來重新定位。

太陽風暴也可能摧毀衛星自身的導航和通訊系統，讓它們無法躲避危險。當這兩者疊加時，會導致衛星定位本身不準、通訊受限，地面的衛星運營商完全有可能失去對衛星的控制能力。

宇宙中無處不在的太空粒子也是威脅之一。2026年1月2日，西班牙最新的國防通訊衛星SpainSat NG-2在前往預定位置的途中，因為被太空粒子擊中，導致衛星受損。目前仍不清楚衛星的具體受損情況。

SpainSat NG衛星的示意圖丨Airbus

但不論是因為什么原因導致地面失去對衛星的控制，只要失控時間達到2.8天，按照論文的估算，災難性的凱斯勒現象就有可能將人類鎖死在地球表面。只有等待數十年后，凱斯勒現象產生的海量碎片在返回大氣層后，人類才能返回太空。

保護空間安全

太空垃圾早已不是紙上談兵的威脅。2025年11月5日，我國神舟二十號航天員乘組準備返回地球時，發現返回艙舷窗玻璃出現細微裂紋，不得不推遲返回。隨后中國載人航天工程啟動應急預案，決定讓神舟二十號乘組搭乘神舟二十一號返回地球，并在11月25日發射了無人的神舟二十二號飛船接替原本待命的神舟二十一號。

降低衛星的軌道高度，縮短衛星失控后再入大氣層的時間，是避免凱斯勒現象，延緩碰撞時鐘的有效方式之一。2026年1月1日，SpaceX星鏈工程副總裁邁克爾·尼科爾斯（Michael Nicolls）在社交媒體上表示，計劃在2026年降低約4400顆衛星的軌道高度，以維護空間安全。

尼科爾斯表示，計劃在2026年將所有軌道高度約550千米的衛星降至約480千米運行，涉及的衛星數量約為4400顆。他表示，隨著太陽活動逐漸步入極小期，近地軌道的大氣密度下降，失效衛星依靠大氣阻力自然脫軌的時間會顯著延長。例如，軌道高度550千米的衛星如果失控，可能需要4年以上才能自然再入大氣層，而對于軌道高度480千米的衛星而言僅需要數個月，降低運行高度能讓衛星在發生故障時更快脫軌。

但讓廢棄衛星盡快返回地球，也會帶來額外的問題。2025年一篇發表在《科學報告》（Scientific Report）上的研究指出，每年在東北美洲或北歐等繁忙空域，發生空間碎片失控再入的概率為26%。從天上掉下來的太空碎片甚至有可能擊中飛行中的飛機，并且這個概率仍在上升。

在全球發射頻率日益增加的時代，在地球軌道建設大型衛星星座加劇了人們對廢棄航天器再入大氣層影響的擔憂丨Chelsea Thompson/NOAA

總之，隨著人造衛星數量的增多，太空垃圾的問題仍在不斷惡化，空間安全越來越值得我們注意。

參考文獻

[1]https://www.universetoday.com/articles/28-days-to-disaster-why-we-are-running-out-of-time-in-low-earth-orbit

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[3]https://www.space.com/space-exploration/launches-spacecraft/space-debris-led-to-an-orbital-emergency-in-2025-will-anything-change

[4]https://www.news.cn/tech/20260102/12ab3a2ecdbe470a8f2502c1e6e15c55/c.html

[5]https://satellitemap.space

[6]https://arxiv.org/abs/2512.09643

[7]https://www.space.com/space-exploration/satellites/the-risk-of-falling-space-junk-[8]hitting-airplanes-is-on-the-rise-experts-warn

[9]https://csps.aerospace.org/sites/default/files/2021-08/Ailor_LgConstDisposal_20200113.pdf

[10]https://www.nature.com/articles/s41598-024-84001-2

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