北京
人类正在以前所未有的速度向近地轨道发射卫星，但一个隐藏的“路况”问题正变得越来越棘手：在数百公里高空，稀薄的大气仍会产生阻力，悄悄改变卫星的轨道。如果无法准确掌握这一高度的大气密度，卫星碰撞的风险就会持续累积。然而，恰恰是这一关键区域，长期以来极难被直接观测。 京都大学的研究人员找到了一条巧妙的路径——他们不再依赖专用探测器，而是将约1200颗Starlink卫星本身当作“传感器”。通过分析这些卫星在轨道运行中受到的微小扰动，团队成功重建了地球上空约500公里处的大气密度变化。这项研究于2026年8月12日发表，提供了一种全新的“视觉”，有助于更精确地追踪卫星，并降低日益拥挤的轨道环境中的碰撞风险。 为什么热层如此难以观测？地球上层大气从约100公里延伸到1000公里，其中超过99%是电中性的热层气体。相比之下，电离层中的电离气体虽然不足1%，却会影响无线电波的传播，因此相对容易被地面雷达和无线电设备探测到。而热层的密度变化却难以通过常规手段捕捉。正是这个“看不见”的部分，对卫星的轨道衰减起着决定性作用。 新方法的核心在于“借力”。Starlink星座拥有数千颗在轨卫星，它们的GPS接收器能够记录自身位置的微小偏移。当热层密度发生变化时，卫星受到的空气阻力也会随之改变，这种改变会体现在轨道数据中。研究人员将这些数据汇总，就能反推出大气密度的三维分布图景。研究团队表示，这项工作是空间科学与航天工程之间的跨学科合作，未来不仅有助于基础研究，还能为卫星定轨、碰撞预警和轨道设计提供关键输入。 随着低轨卫星数量爆发式增长，太空交通管理正成为迫切需求。而这项看似“无心插柳”的技术，或许能为日益拥挤的太空提供一张更清晰的安全地图。
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