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　　文 刘帅军、徐帆江、刘立祥、秦明宇、严文励（中国科学院软件研究所，中国科学院大学）

　　截至2025年3月17日，星链卫星已累计发射8092颗，在轨14个壳层分散组成一期LEO、二代GEN2的多个星座。LEO-C2星座是星链首个大规模采用星间链的低轨星座，由位于540km高度、53.2度倾角的1296颗卫星组成，至今已呈现逐步退役趋势。

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　　前述文章揭示，LEO-C2在2024整年发生轨位变动次数超300次，本文进一步对轨位变动背后的工备替换事件进行总结与分析。结果表明：

　　（2）原则之外的特例，猜测燃料不足等无法轨道维持，从这些卫星陨落可印证。

　　自2019年5月24日Starlink卫星首次发射，截至2025年3月17日，SpaceX已实现243批次共计8092颗卫星发射入轨。每年发射卫星数等信息如下图所示：

　　进一步对星链卫星发射部署速度进行分析，从2019年的每110.5天发射1次提升至2025年每3.48天发射一次，SpaceX公司在逐渐加快星链的发射部署进程，如下图所示：

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　　截至2025年3月，SpaceX卫星已成功发射14个壳层的卫星。2025年新增两个壳层的发射任务，分别是1月21日发射壳层13、2月23日发射壳层15。各壳层卫星数信息如下表所示：

　　星座LEO-C2是星链一期LEO系统中的星座2，根据FCC资料显示，该星座轨道标称值为：1584颗星、72面、每面22星、轨道高度540km、倾角53.2度。

　　实际数据而言，星链LEO-C2由壳层4的卫星填充，该壳层自2021年11月至2022年12月共发射1637颗。经数据研判分析，该星座轨道研判值为：1296颗星、72面、每面18星、相位因子45。

　　值得注意的是，星链LEO-C2部分工作轨位卫星的旁边仍有一些卫星，具体为工作轨位卫星的相位后4.7度稳定运行，根据星座构型内位置的对称性。我们将位于研判星座的轨位上的卫星记为工作轨位卫星（简称工作卫星），而将工作卫星相位后4.7度左右的记为备份轨位卫星（简称备份卫星）。如2025年3月11日，该星座内工作卫星1224颗（图中蓝色圆l圈）、备份卫星203颗（图中橙色圆点），分布如下：

　　作为全球首个大规模部署和商用的低轨互联网星座，星链已在近125个国家/区域开通服务，用户数超过500万。为保障全球海量用户的可靠服务，星链系统通过备份卫星、工备替换，以最大程度避免了卫星故障等问题导致的服务中断。

　　经过数据筛选与人工复核，截至2025年3月，星座LEO-C2的工备替换事件343条。

　　通过对这些工备替换事件的分析总结，在星链系统设计与运行过程中，满足如下两条原则：

　　基于星链LEO-C2星座具体轨位分布及工备替换事件的数据，发现上述原则总体适用，但存在特例。

　　截至2025年3月，星座LEO-C2进入工作轨位（含曾经）卫星共1542颗，各工作轨位上历史工作卫星颗数如下所示：

　　然而，有10颗卫星值得关注，这些卫星自发射至今参与了3次工备替换。以卫星2022-017N为例，如下为该卫星的3次工备替换事件过程：

　　在343条工备替换事件中，有320条数据满足第3部分中对工备替换事件的总体流程，即“若调整备先行”。

　　以卫星2022-049AB与2022-049AN在2023年2月发生的一次工备替换事件为例，过程如下：

　　卫星2022-049AN升高轨道高度，离开原备份轨位33/12B（指：星座LEO-C2的33号轨道面12号相位的备份轨位）；

　　卫星2022-049AB升高轨道高度，离开原工作轨位33/09W（指：星座LEO-C2的33号轨道面09号相位的工作轨位）；

　　值得注意的是，有23条数据不满足该原则。数据表明，这些工作轨位卫星先变动，即未等待备份轨位卫星提前靠近便已离开。猜测是所剩燃料不足或必须紧急采取主动再入过程，目前发现的这些事件均符合猜想。

　　即这些卫星中14颗已陨落，9颗正在陨落，（已/即将）陨落率为100%。该23颗卫星轨道高度变化如下：

　　作为对比，320条一般替换事件中，原工作轨位卫星陨落仅31颗，陨落率为9.69%。

　　本文对星链LEO-C2星座工备替换事件进行分析，总结了该过程中的两条原则，并揭示了特例的存在及可能原因。本文总结如下：

　　原则之外存在特例，猜测由于剩燃料不足或必须紧急采取主动再入，从特例中工作卫星100%陨落可印证；

　　近期，卫星2022-017AL、2022-053AK离开原工作轨位。结合本文相关数据可预测，这两颗卫星也将无法轨道维持并将于2025年12月份左右陨落。

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