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星链大规模降轨研判分析与近况跟踪

文 | 阮永井、徐帆江、刘立祥、刘帅军、秦琰、严文励、秦明宇(中国科学院软件研究所)

事件回顾

美国SpaceX公司星链工程副总裁迈克尔·尼科尔斯在2026年1月1日称,计划在2026年将运行高度约550公里卫星降至约480公里,引发了广泛关注。

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图1 迈克尔尼科尔斯在社交媒体平台X的声明

根据迈克尔·尼科尔斯在社交媒体平台X(原推特)的声明,“星链正在对其卫星星座进行重大调整,重点在于提升太空安全。我们将在2026年期间,把所有轨道高度约为550公里的星链卫星降低至约480公里(约4400颗卫星)。此次轨道层降低计划正与其他运营商、监管机构以及美国太空司令部密切协调推进。”

利弊分析

星链此次对4400颗卫星的降轨计划,是巨型星座时代一次兼具危机应对与战略前瞻的复杂决策。这一空前规模的主动轨道重构,试图在紧迫的安全压力、竞争格局与长期运营效能间寻求新平衡。客观而言,此次调整利弊分析如下:

(1)所获收益

① 空间安全领导地位

官方给的主要原因就是为了空间安全,通过此次计划可将失效卫星的自然衰减时间从4年以上缩短到6个月以内,完全契合联合国《空间碎片减缓指南》核心原则,且大大提高了标准。这一行为有助于星链抢先回应国际社会(尤其中国在安理会的直接批评)对巨型星座安全性的担忧,从而塑造“负责任运营商”形象,潜在影响未来国际规则制定,可能进一步提高卫星离轨的标准。

② 资源抢占与壁垒构建

根据ITU“先占先得”原则,星链持续在480km运行可抢先占据并固化该高度的频轨资源使用权,排挤后续竞争者。同时利用其大规模低轨运营的经验和数据积累,形成难以复制的技术,后来者需面对更高的技术风险和协调成本,进而形成竞争壁垒。

③ 缓解监管与政治压力

星链主动降低550km高度层(最拥挤区域)的卫星密度,回应美国FCC(联邦通信委员会)及国际电联对轨道拥堵的关切,降低监管干预风险。为后续申请Gen2、VLEO 等更大星座部署积累“良好记录”。

④ 通信网络性能优化

卫星轨道高度从550公里降至480公里,星地单向传播时延减少12.7%,对于通过星间链路传输的端到端通信,该时延减少更为显著。同时,轨道高度的降低减少了星地传播损耗,地面接收信号获得约1.18dB增益。

(2)需要开销

① 在轨燃料消耗增大

轨道高度降低会使大气阻力增加,导致轨道维持燃料消耗加快,缩短卫星寿命。基于天智巨星座研究平台分析发现,560km轨道高度的星链卫星轨道日均衰减约101m,而485km轨道高度日均衰减约267m,相比而言衰减速率2.6倍。

② 卫星交会碰撞风险

星链4400颗卫星同步降轨将是目前人类史上最大规模在轨机动,近距离交会事件概率激增,一旦失控或碰撞将引发灾难性连锁反应。即使与各方协调,如此密集的迁移仍构成数月的“高风险窗口期”,对星链自主避碰系统(基于太空司令部数据的自动化系统)是终极压力测试。

③ 迁移过程服务波动

星链已在全球超过155个国家区域开通服务,用户数超过900万。卫星大规模轨道调整可能导致局部区域信号覆盖不稳定、网络卡顿、断连等,尤其在用户密度较高的区域,短期服务体验波动可能影响用户留存与品牌口碑。

④ 舆论争议与潜在监管风险

更低轨道使卫星可视亮度显著提升,密集星群形成的光条纹将严重干扰深空观测,已引发全球天文学家集体反对,同时星链降轨后使得其他卫星的发射窗口选择更受限、更复杂,碰撞风险也相应增加。这些情况可能触发部分国家出台更严格的轨道运行限制政策。

动机揭示

尽管星链官方宣称是“为了空间安全”而做出此次轨道调整,但这禁不住推敲。综合星链自2019年5月首发至今的在轨活动,及近期若干事件,我们分析其做出轨道调整的原因如下:

(1)轨道空间碰撞风险的后怕

2025年12月13日,SpaceX星链工程副总裁迈克尔·尼在社交平台发文指出,酒泉卫星发射中心近期发射的一颗卫星与星链卫星STARLINK-6079(国际标识符2023-046AD)发生近距离交会,最近距离仅200米,险些酿成碰撞事故。

基于天智巨星座研究平台研究发现,本次碰撞风险源是新发射的卫星2025-292A,该星首组TLE生成时间距离交会时刻不足14分钟,导致SpaceX公司未能及时发现。虽然最终无事,但思之仍心有余悸,为星链星座大范围降轨的直接原因。

基于天智巨星座研究平台,统计了自2019年至今发射的非星链卫星首组TLE的轨道高度情况,如图2所示,发现多数卫星发射的高度在500km以上。此外当前500-600km高度范围存在5774个航天器(存在TLE数据),其中星链卫星有4375颗,占比约75.77%。当前450-490km高度范围存在4035个航天器(存在TLE数据),其中星链卫星有3387颗,占比约83.94%。后续GW等其它星座也将在500km-600km区域内部署卫星。因此对星链卫星来说,480km附近的轨道比550km附近的更加“安全”一些。

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图2 自2019年至今发射的非星链卫星首组TLE的轨道高度情况

(2)大量卫星迁移方案成熟

此次大规模降轨事件绝非毫无准备,而是历经多次“降轨演习”及综合评估后的决策。通过天智巨星座研究平台分析发现,截至2026年1月1日,星链卫星发生过四次大量卫星轨道调整事件。最早追溯至2020年底的LEO-C1星座降轨2km、星座构型进行调整;最近发生的是2025年9月份左右,LEO-C4星座卫星降低了13.5km。星链的历史“降轨演习”活动中,积累了充分的工程经验,为此次星链构型调整事件做了良好铺垫。

(3)频轨资源的规划

在2024年10月SpaceX提交给FCC的《Gen2 NGSO卫星系统修改申请说明》和《技术附件》中,SpaceX主要是对Gen2星座的轨道构型进行修改更新,主要诉求是降低申请的轨道高度。该修改申请文档:“旨在为Gen2空间构型授权寻求几项虽小但意义重大的轨道配置和运行参数更新,以改善太空可持续性,更好地应对不断变化的需求,并更有效地与其他频谱用户共享频谱”。最初申请的Gen2星座轨道高度分别为525km,530km以及535km,文档中提出将轨道高度分别修改为480km,485km以及475km,如图4所示。

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图3 SpaceX提交FCC的星链Gen2星座修改申请文档截图

2024年下半年至2025年发射的卫星主要部署在475km~483km之间(除去近极轨轨道卫星和手机直连卫星)。可以看出星链早在2024年甚至之前就已经谋划480km轨道高度区域。而在2026年1月9日,FCC批准了SpaceX部署另外7500颗第二代Starlink卫星。

(4)近期若干事件的促进

据CCTV国际时讯,当地时间2025年12月29日,中国代表在低轨道地球卫星问题安理会阿里亚模式会议上发言时表示:“个别国家的商业卫星星座肆意扩张,缺乏有效监管,带来显著安全挑战。以马斯克公司旗下的“星链”项目为例,“星链”在轨卫星超1万颗,曾两次迫近中国空间站致紧急避碰。近期,一颗卫星解体产生100多枚碎片,严重威胁缺乏控轨能力的发展中国家航天器。”星链希望通过将轨道高度由550km降至480km,缩短卫星由于不可控因素的再入时间,以回应卫星解体事件带来的负面影响。

因此,星链在技术可实现的基础上,利用此次大规模卫星降轨达到对国际批评的回应、频轨资源的占据、国际监管的规避以及增加行业话语权等多方面的目的,一举多得。

大规模降轨的近况跟踪

通过天智巨星座研究平台对星链卫星持续跟踪,发现这次大规模降轨事件早在宣布降轨计划之前就已悄然进行。当前483km轨道高度附近稳定运行的卫星1547颗,其中20颗是由原559km轨道高度迁移而来。该降轨迁移事件最早追溯至2024年4月,远早于迈克尔·尼科尔斯官宣时间(2026年1月1日)。该20颗卫星整体降轨过程如图4所示。

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图4 已降轨卫星轨道高度随时间的变化

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图5 2023-056B卫星轨道高度随时间的变化

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图6 2023-079U卫星轨道高度随时间的变化

总结

星链自2026年启动的大规模降轨计划,虽官方解释为“空间安全”,实则是多因素综合决策的结果。该计划早在其向FCC提交的文件中已有预告,且当时所列原因并非空间安全。由此可见,官方说法更多是一种口号式宣传。实际上,此前已有卫星开展相关技术试验,加之历史上数次大规模轨道调整,均为本次行动做好了铺垫。而这一调整过程,势必将对范围内大量卫星的运行安全构成前所未有的挑战。后续,本团队将继续基于天智巨星座研究平台对星链卫星的降轨情况进行持续跟踪。

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