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

在数百公里高的近地轨道上，尽管空间看似真空，但仍残存着极其稀薄的大气颗粒。卫星穿行其间时会产生微小的空气阻力，导致其飞行速度与轨道高度缓慢下降。当太阳活动加剧或发生地磁暴时，热层受热膨胀，空气密度陡增，会显著改变卫星的预设轨道，大幅增加轨道碰撞与碎片监测的难度。因此，精准掌握热层密度的分布对于卫星轨道预测、再入大气层预警以及太空垃圾追踪至关重要。

然而，热层（位于地表上方100至1000公里处）中超过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进行探测，此前科学界多依赖单一卫星路径的数据或数学模型进行估算。京都大学团队打破传统思路，将庞大的星链卫星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，并应用类似于医学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，验证了该方法的准确性。

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。