地震傳感器可以聽到太空垃圾墜落地球的聲音

這種方法依賴於地震儀網絡，地震儀是用來檢測地震引起的地面運動的工具。這種方法可以提供比目前通常可用的更準確的近實時信息，從而更容易找到和恢復可能被燒毀、損壞或危險的殘骸。

“再入現象經常發生，”研究地球、火星和太陽係其他行星地震的博士後研究員本傑明·費爾南多（Benjamin Fernando）說。 “去年，我們每天都有幾顆衛星進入我們的大氣層，但我們沒有獨立核實它們進入的位置，它們是否碎裂，是否在大氣層中燃燒，或者是否到達地球。” “這是一個日益嚴重的問題，而且還會繼續變得更糟。”

該研究發表於 1 月 22 日的期刊上 科學。

重建航天器最終軌跡

費爾南多和他的搭檔倫敦帝國學院研究員康斯坦丁諾斯·查拉蘭博斯通過分析中國神舟十五號航天器的再入碎片來測試這項技術。該航天器的軌道艙於 2024 年 4 月 2 日進入地球大氣層。研究人員稱，該物體直徑約 3.5 英尺，重量超過 1.5 噸，大到足以危及人類。

當太空碎片墜入大氣層時，它的傳播速度比音速還要快。這種極高的速度會產生音爆，也稱為衝擊波，類似於軍用飛機產生的音爆。這些衝擊波引起穿過地面的振動，觸發碎片路徑上的地震儀。通過確定哪些傳感器檢測到振動以及何時檢測到振動，科學家可以跟踪物體的運動方向並估計其可能著陸的位置。

地震傳感器可以檢測到什麼

研究小組利用南加州 127 個地震儀的數據計算了神舟十五號裝置的速度和路徑。該物體以大約 25-30 馬赫的速度穿過大氣層，在聖巴巴拉和拉斯維加斯上空向東北方向移動，速度約為最快噴氣式飛機的十倍。

地震信號的強度還使研究人員能夠估計該單元的高度並確定它何時破裂。將這些信息與速度和方向的計算相結合，他們發現碎片在重返大氣層之前，在美國太空司令部基於軌道跟踪的預測路徑以北約 25 英里處移動。

為什麼準確的跟踪很重要

當碎片在著陸過程中燃燒時，它會釋放出有毒顆粒，這些顆粒會在大氣中保留數小時，並隨著天氣模式的變化飄到其他地區。研究人員表示，了解碎片掉落的確切路徑有助於組織了解這些顆粒可能會傳播到哪里以及哪些人群可能會接觸到這些顆粒。

近乎實時的跟踪還可以更快地回收墜落後倖存的碎片。快速恢復尤其重要，因為某些物品可能含有危險物質。

費爾南多說：“1996年，俄羅斯火星96號飛船的碎片墜出軌道。人們以為它已經燒毀了，它的輻射能源完好無損地落入海洋。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合成钚，他們認為這是電源在著陸過程中爆炸並污染該地區的證據。我們將從額外的示踪劑中受益，特別是在碎片含有放射性物質的罕見情況下。”

補充現有的空間跟踪方法

到目前為止，科學家主要依靠雷達來監測近地軌道上的物體並預測它們何時何地重新進入大氣層。這些預測有時可能會誤差數千英里。地震測量通過跟踪碎片進入大氣層後提供了有價值的補充，提供了其實際路徑的記錄。

“如果你想提供幫助，重要的是要知道它很快就會落到哪裡——例如，在 100 秒而不是 100 天之內，”費爾南多說。 “重要的是我們開發盡可能多的方法來跟踪和表徵空間碎片。”