以超音速返回地球的大型太空残骸如同人造流星，在撞击地面前会发出音爆并震动大气层。这一现象给了约翰斯·霍普金斯大学行星地震学家本杰明·费尔南多灵感——2024年4月2日晚，南加州上空出现了一场意外而骇人的“烟火表演”：某航天器部件以高超音速失控坠入大气层，分裂成炽热的碎片流。
这场混乱源自2022年执行中国天宫空间站载人任务的“神舟十五号”飞船。该飞船在太空飞行期间释放了重达3300磅的轨道舱。该舱段本非为重返大气层设计，但轨道衰减使其意外坠回地球。
悲剧仅凭运气得以避免。费尔南多博士指出，重返大气层的太空残骸通常“速度极快，人类难以干预”。若该轨道舱在坠落过程中击中空中飞机或地面人员，必将造成伤亡。
预警民众躲避坠落残骸极为困难。但费尔南多团队的研究表明，借助主要用于监测地震的地震仪，仍有可能精确绘制物体重返大气层的轨迹，并缩小残骸落点范围。
本周四发表于《科学》期刊的研究显示，加州各地传感器记录了神舟十五号轨道舱解体产生的音爆。数据使研究人员得以确定该舱段解体的方式、时间以及碎片飞散方向。
太空残骸可能具有毒性、易燃性或放射性，因此赶在民众接触前快速定位能挽救生命。未参与该研究的萨斯喀彻温大学天文学家萨曼莎·劳勒评价：“这项研究极具价值。若有人能据此找到神舟十五号事件或未来坠落事件的残骸，将是真正的验证。”
随着火箭发射与卫星部署日益频繁，重返大气层事件正变得司空见惯。费尔南多博士透露：“去年初几个月，每天约有四五艘航天器重返大气层”，其中多数是SpaceX的星链卫星。近期便有一块残骸坠入加拿大农场。
定位太空残骸落点本就棘手。美国太空司令部虽尝试预测重返路径，但物体穿越大气层的湍流过程会使计算出现偏差——这意味着搜寻危险残骸可能耗时数周，甚至永远无法找到。
费尔南多博士认为地震仪可破解此难题。这些仪器虽专为探测构造地震波设计，却能捕捉飓风、雪崩、超级海啸的震动，亦能记录流星在空中解体产生的声波撞击地面形成的地震活动。重返大气层的航天器部件产生的声学效应与此颇为相似。
南加州地震网络的124台仪器及内华达州一个监测站共同捕捉到神舟十五号轨道舱的音爆。通过解析每条错综复杂的地震数据，研究团队重构了该舱段的最终航迹。
该舱段以高达30倍音速闯入大气层，产生强烈音爆——数据显示其并未立即或灾难性解体。随后监测到的多次音爆表明碎片化过程快速连续发生。
费尔南多博士指出：“这种级联失效在某种程度上是最坏情况。”因为 staggered 的碎裂模式会增加燃料箱等坚固部件完好坠地的可能性。
截至目前尚未发现此类碎片。但研究团队分析指出，若开展搜寻，拉斯维加斯附近的加州-内华达边境区域应是重点区域。
研究者希望下次大型残骸坠落时能应用该方法。但即便技术能帮助定位地面危险残骸，如何在撞击前预警民众仍是未知数。
“所幸至今尚未造成人员死亡，”费尔南多博士坦言，“但这只是时间问题。”
分析大模型：gemma2
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报道客观描述中国航天器残骸坠落事件及科学研究，未表达对中国成就的赞扬或积极评价，情绪完全中性。
原文地址：Sonic Booms and Seismic Waves Can Reveal Where Space Junk Crash-Lands
新闻日期：2026-01-22
