近年來，航天活動快速發展，衛星數量爆炸性增長，90%以上的航天器在低軌運行。低軌大氣會對衛星產生阻力，使衛星軌道高度不斷衰減，直至再入大氣層，是低軌航天器任務規劃和在軌運行需要關注的重要因素。
2021年10月，澳大利亞科廷大學研發的Binar系列立方星首顆衛星（Binar-1）從國際空間站釋放，正常運行1年后再入大氣層，達到了其設計壽命。2024年9月，第二批3顆Binar衛星（Binar-2/3/4）在國際空間站釋放，預期壽命6至8個月，而僅運行2個月后便再入大氣層，低于設計壽命。分析其背后的原因，對不斷優化衛星設計、保障航天任務順利實施具有重要意義。
近日，中國科學院國家空間科學中心、國家天文臺等單位，利用太陽活動和地磁活動觀測數據、GRACE‐FO、GRACE‐A、SWARM‐C等衛星大氣探測數據，以及NRLMSISE‐00、JB2008和Jacchia71等大氣模型，分析了Binar系列衛星在軌壽命與空間天氣變化的關系。結果表明，快速上升的空間天氣水平，導致低軌大氣密度的大幅增加，進而引發Binar-2/3/4衛星加速隕落，使其未達到預期壽命。
Binar-1發射于2021年，整體處于第25太陽活動周的上升初期，空間天氣水平相對較低；利用實測空間天氣參數并結合不同的大氣模型，估算的衛星壽命為9至13個月，與實際壽命基本一致。然而，Binar-2/3/4立方星運行期間處于太陽活動高年，空間天氣急劇增強，太陽輻射指數是Binar-1在軌期間的近2倍；利用實測空間天氣參數并結合不同的大氣模型，估算的衛星壽命為68天左右，與實際壽命基本一致。若利用Binar-1在軌期間的空間天氣參數進行Binar-2/3/4衛星的在軌壽命評估，結果約為7個月；若采用廣泛使用的空間天氣中長期預報值進行Binar-2/3/4衛星的在軌壽命評估，結果約為4個月。Binar-2/3/4在軌期間的實測空間天氣情況，高于前期水平及預報水平，是其在軌壽命大幅縮減的直接原因。
相關研究成果發表在《空間天氣》（Space Weather）上。
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