拥挤的地球静止轨道发现太空垃圾「雷场」：微小碎片威胁全球最昂贵卫星
封面图片来源： [艺术家绘制的地球静止轨道碎片概念图；图片来源：欧空局]
一项对地球静止轨道带的新调查发现，数十块此前未被探测到的太空垃圾潜伏在世界上最有价值的轨道不动产区域之一，研究人员警告说情况只会进一步恶化。
通过将盲叠加技术应用于拉帕尔马岛艾萨克·牛顿望远镜的存档数据，华威大学的一个团队发现了25条传统调查未能发现的碎片轨迹。其中80%的轨迹来自此前未被编目的物体。
「地球同步轨道上的这些碎片是一个潜在的雷场，」研究合著者、SJE Space顾问斯图尔特·埃夫斯表示。「没有哪个头脑正常的人会不带探雷器进入地面雷场。同样，没有哪个头脑正常的人应该在缺乏充分碎片调查的情况下向GEO发射卫星。」
为什么GEO与众不同
地球静止轨道位于赤道上方约36000公里（22000英里）处，是全球许多最昂贵卫星的所在地：电信平台、广播中继、气象监测器和国防资产。这些卫星造价可达数亿至数十亿美元，设计寿命为15年或更长。
与低地球轨道不同的是，低轨道的碎片会在大气阻力作用下逐渐坠落并在数年或数十年内烧毁，而GEO没有自然清理机制。在36000公里的高度上，几乎没有大气层可言。任何在该高度产生的碎片都将无限期停留在那里。
「地球静止轨道带附近的碎片尤其令人担忧，」华威大学的詹姆斯·布莱克表示。「那里非常遥远，远在地球大气层之上，因此小型物体往往极其暗淡且难以探测，而且产生的任何碎片都将无限期存在。」
盲叠加技术
新探测到的碎片体积很小，大约5厘米（2英寸），过于暗淡以至于传统调查无法发现。华威大学团队采用了一种名为盲叠加的方法，测试图像序列中隐藏目标可能移动的许多潜在路径，然后叠加图像以将这些目标提高到噪声基底以上。
「盲叠加技术是一种提高天文数据集灵敏度极限的非常强大的方法，」华威大学的本·库克表示。「它涉及测试图像序列中隐藏目标可能移动的许多潜在路径，并叠加图像以帮助将这些目标提高到噪声基底以上。」
微小物体的危险
在GEO高度，物体之间的相对速度可达每秒数公里。一个以这种速度移动的5厘米碎片携带的动能相当于一枚小型炸弹。对于太阳能电池板跨度达30米（100英尺）或更大的大型GEO卫星来说，碰撞截面非常巨大。
「太空垃圾碎片之间可以非常快速地相对运动，每秒可达数公里，」布莱克表示。「涉及的能量非常高，即使是很小的碎片也能对极其昂贵的卫星造成严重损害，因此小东西确实很重要。」
不断加剧的问题
这一发现尤其令人担忧，因为轨道碎片中存在一个众所周知的动力学规律：碎片会产生更多碎片。碎片与运行中卫星之间的碰撞会产生新的碎片云，进而增加该轨道带上所有其他物体的碰撞风险。在碎片永不衰减的GEO中，这种级联效应可以在数十年内不断累积，且没有自然释放阀。
研究人员计划将分析范围扩展到全球其他望远镜的图像，以建立污染规模的更完整图景。该研究于2026年6月发表在《宇航科学杂志》（Journal of Astronautical Sciences）上。
婷 翻译