4 月 2 日，一场火球照亮了洛杉矶以及加州中部和南部大部分地区的夜空。旁观者想知道他们是否正在目睹一颗流星、一次失败的火箭发射，甚至是一次。
天文学家后来证实，这些火球是中国神舟十五号航天器轨道舱的空间碎片，该航天器于 2022 年 11 月首次发射。该航天器不受控制的再入引发了国际社会对火球危险的抱怨。太空垃圾但这一事件也激发了地震学家使用地面信号追踪此类碎片命运的新方法。
行星科学家说：“我不知道已经做了哪些工作来尝试使用地震测量来跟踪和表征空间碎片。”本杰明·费尔南多巴尔的摩约翰霍普金斯大学的教授，该研究的主要作者。费尔南多和他的同事描述了他们的工作12 月 9 日在华盛顿特区举行的 AGU 2024 年年会
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空间碎片的危害日益严重
直到最近，失控的太空碎片还是一种罕见的现象。费尔南多说：“越来越多的太空任务导致发射了更大、更多的宇宙飞船，这些飞船随后脱离轨道。” “碎片碎片坠落到地球，对人们的生命和财产构成威胁。”
费尔南多发现洛杉矶的人们听到了碎片在头顶高空燃烧的声音后，他对 4 月 2 日的事件产生了兴趣。他推测，如果人类能听到它，超灵敏地震仪也一定能接收到信号。
“虽然摄像机和雷达是追踪太空碎片的好工具，但它们在无人居住的地区很少见，”他说。 “地震仪更擅长从振动中获取微小信号，尤其是对于产生音爆的这种有希望的事件。”
费尔南多和他的同事下载了当晚从洛杉矶盆地各台站记录的地震数据，发现了从太平洋海岸向内陆移动的类似地震信号组。然后，他们花了几个月的时间解析数据，以追踪碎片的轨迹、速度、大小以及碎片破碎前所经过的群体。
费尔南多去年参与了一项计划，旨在追踪穿过地球大气层的人造物体：一个胶囊携带来自小行星的样本决定，一部分的起源、光谱解释、资源识别和安全——风化层探索者 (OSIRIS-REx) 任务。地震仪和其他设备于 2023 年 9 月在犹他州沙漠上空追踪了太空舱的炽热轨迹和高超音速爆炸。费尔南多指出，神舟十五号再入标志着地震学家首次在没有警告的情况下使用地面站追踪空间碎片。
他说，只要有足够多的地震台接收到大气信号，这种方法就可以暴露人口较少地区的其他传入物体。费尔南多指出，研究人员可以类似地跟踪物体的速度和轨迹，并可能确定其大小及其分解方式。
如果快速应用于火球事件，这项技术可能会帮助科学家预测碎片进入地球大气层后是否会撞击人口稠密的地区，费尔南多补充道：“这并非不可能，但它相当具有挑战性——特别是在这次事件中，因为洛杉矶地形复杂。”
移动目标的挑战
新方法是对地震数据的新颖使用，说凯瑟琳·麦基田纳西州纳什维尔范德比尔特大学的火山地球物理学家麦基利用地震波来追踪地球表面以下的岩浆和气体运动。
麦基指出，减轻物体重新进入地球大气层造成的公共安全危害是一个重要目标，但它并非没有障碍。她说：“挑战在于，该物体在三个维度上移动，穿过不断变化的大气层，影响声音在其中传播的方式。”她补充说，不断变化的风和天气条件可能会影响科学家确定太空碎片可能坠毁位置的精确度。
尽管如此，她说，这对应用研究来说是一个宝贵的挑战。 “这是一个很难解决的问题，但绝对值得追求。”
