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從跨星座轉移到集中離軌:壽命到期與擇機再入
文 | 劉帥軍、徐帆江、劉立祥、林翊鈞、嚴文勵、秦明宇(中國科學院軟件研究所)
近日,天智巨星座研究平臺監測到一起大規模衛星集中離軌事件:189顆衛星在4天內陸續脫離GEN2M-C1星座,日均47.3顆,遠超歷史同期水平。值得注意的是,這些衛星并沒有持續降軌隕落,而是在較低軌道高度穩定運行。基于對軌道數據、壽命分布及歷史案例等綜合研判認為,本次衛星集中離軌原因是衛星壽命到期,而選擇在較低軌道穩定運行則是為了選擇合適時空窗口再入。
01
事件簡述
2026年4月8日至11日,原穩定運行在475.2 km高度、53.16°傾角的GEN2M-C1星座,發生大規模集中離軌事件。據天智巨星座研究平臺監測,本次集中離軌共涉及189顆衛星,均為GEN2M-C1星座中的衛星,在4天內陸續離軌,日均離軌約47.3顆,如圖1所示。
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圖 1 天智巨星座研究平臺監測
GEN2M-C1星座近期集中離軌事件
這些衛星此前并非一直位于GEN2M-C1軌道,而是通過跨星座轉移,從547.5km左右的LEO-C1星座軌道調整至當前位置,并且在此過程中還執行了傾角微調。然而,在進入GEN2M-C1軌道僅一個多月內,便發生了這次集中離軌,目前穩定在低于軌位約5km的高度。
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圖 2 GEN2M-C1星座
近期集中離軌189顆衛星當月軌道高度變化
02
研判分析
針對這一事件,我們不禁要問:衛星為何要離軌?為何是集中離軌?又為何在較低軌道上停留一段時間后才隕落?本節將圍繞這些問題開展研判分析。
1. 為什么離軌?——壽命到期
經核查,本次集中離軌的189顆衛星中,絕大多數為殼層1衛星(181顆,占比96%),少數為殼層4(7顆,占比4%),僅1顆為殼層10(見圖2)。
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圖 3 GEN2M-C1星座
近期集中離軌事件所涉及衛星的殼層分布
值得深入判斷的是:這些衛星究竟是本就要降軌隕落,還是希望在新軌道上繼續發揮作用、榨干剩余價值?結果顯示,這些集中離軌的衛星中,多數在軌時間已接近5年。其中,殼層4的7顆衛星至今壽命已有4年,而殼層1衛星的壽命至今已達4.9~6.3年,已普遍達到或接近設計壽命終點。
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圖 4 近期集中離軌事件所涉及衛星
(僅殼層1與4)的在軌壽命分布
因此,本次這些衛星集中離軌的原因主要是衛星壽命到期,需要按照航天器壽命末期處置規范,主動離軌再入大氣層燒毀,以避免成為長期太空垃圾。
2. 為什么執行“集中”離軌?——計劃性處置
2026年以前,LEO-C1星座衛星降軌隕落時“僅降低高度、不調整傾角”;而自2026年SpaceX公司宣稱大規模降軌后,本次集中離軌的衛星在降軌過程中也調整了傾角(53.05°→53.16°)。如圖5中所示,2020-088X衛星于2025年12月開始離軌正在隕落中,2021-017AQ衛星于2026年2月離軌后-轉入新星座-短暫停留-再次離軌的過程。
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圖 5 衛星離軌后兩種不同模式的
軌道參數隨時間變化對比
在軌道動力學中,改變傾角是最耗費推進劑的機動之一。單顆衛星微調傾角可能出于避碰需要,但本次189顆衛星的大規模、精準傾角調整,顯然是一次有計劃、有組織的星座轉移,其符合馬斯克多次宣稱的“第一性原理”:不再問“這些殼層1衛星本該做什么”,而是問“他們現在還能為系統貢獻什么”。即:讓這些臨近壽命末期的衛星在最后階段繼續發揮作用,增強系統服務能力。從這189顆衛星轉入GEN2M-C1星座后,仍有近80%的衛星持續穩定運行30天以上(見圖6),可得到印證。
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圖 6 近期集中離軌189顆衛星
在新星座持續工作時長的分布
盡管,這些衛星在GEN2M-C1星座停留時間差異較大,短則2天、長則44天。但本次集中離軌恰恰說明:跨星座轉移并非為了長期服役,而是為了在壽命結束前進行一次“最后的價值榨取”。停留時間長短不一,應是不同衛星剩余推進劑和狀態的差異。
3. 離軌后為什么不直接隕落?——擇機而動
衛星隕落的過程并非簡單降低軌道即可,必須綜合考慮與在軌其他衛星、空間碎片、載人空間站等目標的碰撞規避風險。因此,整個再入過程推測需要有人值守,或者至少依賴一套精密、嚴苛的受控再入安排,以確保不會對其他空間資產構成威脅。
這些衛星在較低軌道持續運行,并未直接隕落,我們推測應是在等待受控再入的合適時空窗口與排班。一旦時機和軌道條件滿足,預計將在短期內執行受控再入,最終在大氣層中燒毀。
03
總結展望
2026年4月初GEN2M-C1星座衛星的集中離軌事件,本質上是殼層1等早期衛星壽命到期后的主動受控再入處置。盡管這些衛星在本次離軌前后一段時間中經歷了跨星座轉移、短暫工作、離軌后停留等看似“多余”的反常操作,但通過壽命數據、歷史案例對比及在軌時長分布分析,可確認這是一次計劃周密、執行有序的壽命末期管理行動。
展望未來,隨著低軌巨型星座的持續發射與版本迭代,加之大量早期衛星陸續進入壽命末期,其對軌道資源精細化管控需求急劇提升,低軌空間的運行安全將變得更加嚴峻。天智巨星座研究平臺將持續跟蹤后續衛星的受控再入情況,為空間交通管理與可持續利用提供數據支撐。
>End
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