Starlink卫星化身“空间传感器” 日本研究团队成功绘制地球隐形高空大气图

日本京都大学研究团队近日利用约1200颗星链（Starlink）卫星的轨道数据，成功对距地表约482公里的热层大气完成断层扫描。这一全球首次通过卫星轨道数据实现热层空气密度二维成像的突破成果，已发表于《地球、行星与空间》期刊。

在数百公里高的近地轨道上，虽然看似真空，但仍残存着极稀薄的大气颗粒。卫星穿行时会产生微小空气阻力，导致飞行速度和轨道高度缓慢下降。当太阳活动加剧或发生地磁暴时，热层受热膨胀、密度陡增，会显著改变卫星预设轨道，增加轨道碰撞和碎片监测难度。因此，精准掌握热层密度分布对卫星轨道预测、再入大气层预警及太空垃圾追踪至关重要。

热层位于地表上方100至1000公里处，超过99%的物质为电中性气体，不像带电的电离层那样容易通过无线电信号探测。此前科学界多依赖单一卫星路径数据或数学模型进行估算。京都大学团队打破传统思路，将庞大的星链星座视为分布在太空中的“移动式大气传感器”。

研究人员通过分析公开的精细轨道历表数据，计算出卫星因大气阻力而损失的微小轨道能量，并应用类似医学CT扫描的“断层成像”数学算法，重新构筑出热层空气密度在不同经纬度上的二维分布图。该扫描结果与欧洲空间局（ESA）SWARM卫星测得的数据高度吻合，验证了方法的准确性。

研究团队指出，这项跨越空间科学与空间工程的交叉成果，未来有望实现对热层密度的近实时监测，从而大幅提升空间天气预报精度，帮助卫星运营商更有效地应对太阳风暴带来的轨道风险。

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