沃里克大学 从微弱碎片轨迹的勘测图像中提取的光曲线示例
由于天文学家采用的策略，恒星在图像缩略图中显示为近乎垂直的条纹，而感兴趣的物体显示为短轨迹
对于这两个例子，可以看到亮度变化的显著程度
信用:布莱克等人
，ASR，2020 华威大学的天文学家警告说，对运行卫星构成威胁的轨道碎片没有得到足够密切的监测，因为他们公布了一项新的调查发现，他们检测到的超过75%的轨道碎片与公共卫星目录中的已知物体不匹配
天文学家呼吁对高海拔的轨道碎片进行更定期的深度调查，以帮助确定常驻物体的特征，并更好地确定对我们赖以提供基本服务(包括通信、天气监测和导航)的活动卫星构成的风险
这项研究是德布里斯手表的一部分，德布里斯手表是英国华威大学和国防科学技术实验室之间正在进行的一项合作，旨在为过去进行的地球同步区域调查提供一个新的视角
研究结果发表在《太空研究进展》杂志上
这项研究部分由科学技术设施委员会(STFC)资助，是英国研究和创新的一部分，并得到了皇家学会的支持
这项调查是优化搜索微弱的碎片，物体太小或反射性差，定期监测和记录在公共可用的目录
美国战略司令部(USSTRATCOM)使用其全球空间监视网络(SSN)维护着最完整的空间物体公共目录，该网络由30多部陆基雷达和光学望远镜以及六颗在轨卫星组成
SSN能够监测直径约1米的高空物体
尽管地球同步区域的某些居民通常被认为是静止的，但碰撞仍可能以每秒公里的相对速度发生
考虑到这一点，即使是很小的物体也会对运行中的卫星造成很大的损害
使用定制的软件管道分析来自勘测的图像，该软件管道被设计用于挑选候选碎片物体并调查它们随时间变化的亮度
生成的光线曲线包含大量关于物体本身的信息，包括它们的形状、表面属性和姿态，但也会受到其他因素的影响，如观察几何和大气干扰
解开这些组成部分仍然是一项非常困难的任务，大量高质量的数据将是开发和完善必要技术的关键
天文学家将他们的调查重点放在地球同步区域，该区域位于赤道上方大约36000公里处，卫星以与地球自转相匹配的周期运行
远在地球大气层最外层之上，没有自然机制(如大气阻力)导致轨道衰变，因此地球同步区域附近产生的碎片将在那里停留很长时间
为了帮助他们发现微弱的碎片，天文学家们利用了拉帕尔马加那利岛上的艾萨克·牛顿望远镜
54米的孔径，使它能够收集大面积的光子
他们使用了一种优化的策略来确保候选物体反射的阳光落在摄像机的相同像素内，以增加它们被检测到的机会
扫描了地球静止带上方、下方和沿线的天空条带，那里是大多数运行中的地球同步卫星所在的地方
天文学家探测到的大多数轨道的亮度大约等于或小于1米
果不其然，超过95%的微弱探测与美国战略司令部公开目录中的已知目标不符，因为它们太微弱，SSN无法对其进行定期可靠的监测
当研究人员将他们所有的检测结果——包括高于和低于1米的检测结果——都包括在内时，超过75%的结果不匹配
第一作者詹姆斯·布雷克，博士
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沃里克大学物理系的一名学生说:“从我们的调查图像中提取的光曲线显示了这些物体在物理性质和它们在轨道中的态度或行为方面是多么的不同
许多微弱的、未被记录的碎片似乎在翻滚，在整个观察窗口显示出显著的亮度变化
这些特征可以告诉我们很多关于地球同步区域居民所受的扰动力，但也强调了我们在对这些物体的性质做出假设时需要更加小心
我们需要进一步探测微弱的碎片群，并获得更多的数据，以更好地了解那里有什么
“重要的是，我们继续尽可能用大型望远镜观察地球同步区域，开始对微弱的碎片环境建立更完整的感觉
通过这次调查，我们比以往任何时候都探索得更深，而且随着我们的敏感度达到极限，人口似乎仍在攀升
当我们在这里处理小数字统计时，我们看到比大而亮的物体多得多的小而暗的物体是不足为奇的
" 围绕地球轨道运行的人造碎片可能源于多种原因:卫星在任务寿命结束时会变成碎片；成功发射有效载荷后被遗弃的火箭体在轨道上运行多年后可能会爆炸或解体；轨道物体之间会发生碰撞，有时会产生成千上万的新碎片；随着时间的推移，恶劣的太空环境会使卫星退化，脱落一些绝缘毯和油漆碎片
天文学家现在正在研究从调查数据中提取更多信息的方法，使用第二个更小的仪器同时进行观察
他们旨在促进新的合作，以确保这项调查能够成为一项持久活动的门户
该论文的合著者、英国华威大学物理系的唐·波拉克教授说:“这种数据将是开发算法来表征地球同步区域物体的关键
请记住，我们这里不是在处理特写照片，即使是大卫星在我们的图像中也是不可分辨的光点
光曲线提供了一个很好的机会来了解这些物体的行为方式以及它们可能是什么
我们获取的高质量数据越多，我们开发这些工具的机会就越大
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