【太阳风暴对星链等大规模星座构成的新威胁】

一项基于公开卫星跟踪数据的研究指出，太阳活动引发的地磁与电离层扰动会在短时内显著改变LEO星座卫星的轨道高度与通信性能，进而增加碰撞风险并扰乱用户连通性。研究以2024年5月的一次太阳风暴为样本，揭示了这种影响的空间分布、传播机制及潜在后果，并提示在卫星数目大幅增加的背景下问题将更为严峻。

自2019年5月以来，SpaceX已向轨道部署了万枚星链（Starlink）卫星。这些卫星多部署在约550 km等级的近地轨道，构成覆盖全球的网状星座，且部分卫星通过视距激光链路实现星间协同。

在该次太阳风暴高峰期，位于受照半球的星链卫星出现最大约0.5km的轨道高度下降。尽管相对于550km的轨道高度该降幅较小，但仍属实质性变化，反映了风暴期间上层大气密度增加导致的大气阻力突增。除日照侧外，靠近地磁极的卫星受到更多带电粒子轰击、以及南大西洋异常区内因地磁场偏弱引起的上层大气扰动，均表现出显著轨道响应。研究指出，由于星链卫星在运行中通过视距激光链路保持编队和网络连通——并使用霍尔推进对轨道和姿态进行自动调整——当某一区域的一个或少数卫星因阻力增加改变高度后，相邻卫星为了维持链路和相对位置会自动调整推力以补偿，导致扰动在链路上传播并形成类似“波动”的轨道偏移。基于公开的RIPE Atlas测量数据，研究团队在该次风暴期间检测到星链网络的连通性恶化——出现数据包丢失（packet loss）峰值，反映卫星姿态/轨道扰动或电磁环境变化已对服务端到端性能产生可观影响。

研究强调，当前对于局部且短时尺度（数小时至数日）内上层大气密度变化及“子暴”（substorms）——即构成一次地磁风暴的多重小尺度扰动——的预测能力仍然不足，导致对卫星短期轨道位置的可预测性下降。轨道不可预测性直接提高了避碰难度，尤其在卫星数量快速增长的情境下，空间态势感知与在轨协同控制面临更高要求。

研究团队指出，大规模星座在此处既是受影响对象，也是一个分布式的观测平台：星链等卫星群的遥测与运行数据为研究上层大气响应、局部阻力变化与电磁事件提供了独特的数据源，有助于深化对空间天气与近地环境耦合的理解，从而改进模型与预警能力。