地震波數據如何幫助科學家追蹤定位墜落地球的太空物體？

簡要

太空碎片包括數千顆失效衛星、廢棄火箭殘骸以及碰撞或爆炸產生的碎片，它們以超過每小時27000公里的速度繞地球運行。這些日益增多的人造垃圾對運行中的航天器構成碰撞風險，而且當引力最終將較大的碎片拉入大氣層時，墜落的碎片有時會完整地重返大氣層，從而威脅到地面人員的安全。

那么太空垃圾墜落地球真的無法跟蹤和治理嗎？

/*任務

進入地球大氣層的太空碎片速度超過音速，因此會產生音爆或沖擊波，類似于戰斗機產生的沖擊波。當碎片高速沖向地球時，沖擊波產生的振動會在其后方拖曳，震動地面并觸發沿途的地震儀。通過繪制被激活的地震儀分布圖，研究人員可以追蹤碎片的運動軌跡，確定其運動方向，并估算其可能的著陸點。

約翰·霍普金斯大學的本杰明·費爾南多意識到這蘊藏著一個意想不到的機會。他建議，利用用于探測地震的地震儀網絡，通過監聽這些獨特的沖擊波來追蹤墜落的太空垃圾。

費爾南多著手解決的問題日益緊迫。去年，每天都有多顆衛星進入地球大氣層，但當局缺乏獨立核實手段來確定它們的實際著陸點、是否解體，以及是否有有毒碎片最終落到地面。目前的追蹤方法依賴于雷達測量不斷衰減的軌道來預測衛星進入大氣層的位置，但在最糟糕的情況下，這些預測可能會出現數千公里的誤差。

“衛星再入大氣層的事件越來越頻繁。去年，每天都有多顆衛星進入地球大氣層，但我們無法獨立驗證它們的進入地點、是否解體、是否在大氣層中燃燒殆盡，或者是否最終墜落到地面，”論文第一作者本杰明·費爾南多

通過分析這些地震讀數的強度和時間，研究人員重建了該模塊的整個軌跡，計算了其速度和高度，并精確定位了其解體位置。他們的地震數據顯示，該模塊的實際路徑位于美國太空司令部預測軌跡以北約40公里處，這一顯著差異表明了更精確的跟蹤的重要性。

其意義遠不止于確定墜機地點。墜落的碎片往往會產生有毒顆粒物，這些顆粒物會在大氣中停留數小時，并隨天氣變化漂移，使遠離撞擊區的居民暴露于其中。了解碎片的實際軌跡有助于當局追蹤這些污染物的擴散路徑，并識別面臨風險的社區。

快速回收著陸殘骸對于處理危險物質尤為重要。費爾南多以1996年俄羅斯火星96號探測器為例，該探測器攜帶了一個放射性電源。盡管人們一度認為該電源已完全燒毀，但科學家后來在智利的一處冰川中發現了人造钚，這表明電源在下降過程中破裂并污染了該區域。當時，殘骸的具體位置從未得到確認。

這種新型地震追蹤方法能夠提供近乎實時的信息，是對現有雷達數據的補充，使當局能夠獨立驗證太空碎片實際的墜落位置，而非模型預測的位置。隨著衛星發射的加速和軌道碎片的不斷累積，此類追蹤工具對于保護人類和環境免受太空垃圾墜落的危害變得日益重要。

關 鍵 詞

#太空碎片 #跟蹤太空碎片 #地震儀