地震探測器可以跟踪音爆以精確定位空間碎片著陸位置
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An artist's impression of a satellite falling to Earth.Mark Garlick / Science Photo Library / Getty Images

地震探測器可以跟踪音爆以精確定位空間碎片著陸位置

太空碎片正在成為一個巨大的問題。隨著運營商越來越多地向地球軌道發送衛星和其他有效載荷,碰撞風險繼續以驚人的速度增加。例如,2019 年至 2023 年間,SpaceX 的 Starlink 衛星在低地球軌道上進行了超過 50,000 次避碰機動。碰撞會導致更多的太空碎片,並增加其落在地球人口稠密地區的風險。現在,為了快速識別可能的碎片墜毀地點,科學家們設計了一種跟踪墜落碎片的新方法。該方法將利用現有的地震儀網絡來精確定位空間碎片墜落到地球時引起的巨大音爆。最終,這可以快速回收潛在的有毒物質。用地震探測器跟踪音爆新的跟踪方法利用了現有的全球地震儀網絡。這些在地球上用於檢測地震,這意味著它們可以在全球範圍內提供近乎實時的信息。該方法跟踪空間碎片重新進入我們大氣層時產生的巨大音爆衝擊波。它是由約翰·霍普金斯大學博士後研究員本傑明·費爾南多在倫敦帝國理工學院研究員康斯坦丁諾斯·查拉蘭博斯的幫助下設計的。在《科學》雜誌上發表的一篇論文中,費爾南多和查拉蘭博斯解釋了進入地球大氣層的空間碎片如何以比音速快幾倍的速度移動。這會產生音爆,類似於戰鬥機產生的音爆。當碎片落下時,它會留下一道沖擊波的痕跡。這些警報地震儀為新的檢測方法創建數據點。通過繪製激活的地震儀的地圖,研究人員可以追踪特定碎片的軌跡。這使他們能夠確定其方向並估計其著陸位置。具體來說,費爾南多和查拉蘭博斯重建了中國神舟十五號飛船碎片的軌跡。軌道艙於 2024 年 4 月 2 日重新進入地球大氣層。它大約 3.5 英尺寬,重量超過 1.5 噸。據科學家稱,它的大小意味著它可能對地面上的人們構成威脅。跟踪神舟十五號空間碎片 該團隊分析了南加州127個地震儀的數據,併計算了神舟十五號空間碎片的速度。他們發現它的飛行速度在 25 到 30 馬赫之間,即音速的 25 到 30 倍之間。據研究人員稱,它飛越聖巴巴拉和拉斯維加斯的速度大約是世界上最快噴氣式飛機的 10 倍。他們的計算還顯示,該模塊正在美國太空司令部預測的軌跡以北約 25 英里處行駛。研究人員表示,在最壞的情況下,雷達數據再入估計可能會偏差數千英里。現在,他們的新方法可以補充雷達數據,提供更準確的結果。 “重返大氣層的情況越來越頻繁,”《科學》論文的主要作者費爾南多在一份新聞聲明中解釋道。 “去年,我們每天都有多顆衛星進入我們的大氣層,但我們沒有獨立驗證它們進入的位置、它們是否分解成碎片、它們是否在大氣層中燃燒、或者它們是否到達地面。這是一個日益嚴重的問題,而且會變得越來越糟。”日益嚴重的太空碎片問題隨著碎片以每秒 8 公里的速度(比子彈還快)繞地球飛行,發生碰撞的可能性越來越大。里賈納大學天文學家薩曼莎·勞勒(Samantha Lawler)最近在接受IE採訪時表示,“我不想這麼說,但我確實認為,政府監管機構要關注太空碎片問題,就需要有人死亡。”然而,問題不僅僅是空間碎片對人口稠密地區造成損害的影響風險。碎片還可能攜帶有害物質,這意味著快速回收非常重要。 “1996年,俄羅斯火星96號航天器的碎片脫離了軌道。人們認為它已經燒毀了,但它的放射性電源完好無損地落在了海洋中,”費爾南多解釋道。 “當時人們試圖追踪它,但它的位置從未得到證實。最近,一群科學家在智利的一座冰川中發現了人造钚,他們認為這是電源在下降過程中突然破裂並污染該地區的證據。” “擁有額外的追踪工具會讓我們受益匪淺,”他繼續說道,“尤其是在碎片含有放射性物質的罕見情況下。”


已发布: 2026-01-23 18:59:00

来源: interestingengineering.com