科学家利用雷达技术扩展陨石搜索网络

9月7日拂晓，一颗坠落的陨石照亮了西班牙北部。资料来源:PABLO ALONSO

许多陨石已经证明，他们曾经带着火球、音爆和对地面的破坏来到这个世界。例如，1911年，一颗来自火星的陨石在埃及坠毁，杀死了一只狗。其他著名的陨落已经击中邮箱，汽车，马，甚至在罕见的情况下，人。然而，更多的陨石突然落到地球上，没有被世界看到。有些最终可能会被陨石猎人捡到，但大多数已经消失在时间的长河中。

在最近举行的国际陨石协会年会上，科学家们介绍了他们目前如何提高“捕获”太空陨石的可能性，甚至是那些不太显眼的。目前，他们正在扩展自动摄像网络，监控陨石最初的猛烈坠落。天气雷达在跟踪陨落的最后阶段也发挥着越来越重要的作用。与此同时，这些设备的使用使得陨石猎人能够将搜索范围缩小到1平方公里。

研究陨石的科学家总是渴望得到更多的样本。然而，他们扩大跟踪网络的努力也在其他领域取得了成果。陨石进入大气层后，科学家们可以知道陨石最初有多大，以及跟踪后的轨迹是什么样的。美国国家航空航天局约翰逊航天中心(JSC)宇宙尘埃项目负责人迈克尔·佐伦斯基说，较小的搜索范围也可以帮助陨石猎人首先找到坠落的陨石，并确保陨石和它们携带的太阳系历史的矿物学线索不受污染。"当雨水落在陨石上时，许多信息将首先丢失."

在这次会议上，佐伦斯基和另一位JSC科学家马克·弗里斯举办了一个关于利用雷达寻找坠落陨石的研讨会。当陨石进入大气层时，它的外缘不断被加热，形成发光等离子体。这种火球阶段通常发生在20-30千米的高度，也就是摄像机或肉眼可以追踪陨石行为的时候。很快，大气摩擦将减缓陨石的速度，并导致它们进入“无光飞行期”此时，虽然肉眼看不到火球，但气象站可以监控陨石，利用雷达扫描预测降水、雪和冰雹。他们可以在海拔2到10千米的高度追踪坠落的陨石。弗里斯说，他可以从雷达数据中生成比火球单个图像更精确的陨石轨道模型。

弗里斯和他的同事通过浏览已知火球的数据并结合雷达数据，发现了18颗陨星。这项技术最重要的演示发生在2012年4月。那时，在萨特米尔陨石被分解后，它的碎片落在加利福尼亚的几个小镇上。"我们分析了雷达数据，确定了陨石碎片的位置."弗里斯回忆道。他派了一个搜索小组去停车场，很快发现了三块碎片。后来，几十个碎片相继被发现。这一经历凸显了速度的价值。第一个发现的陨石碎片含有陨石硫代方解石。这是一种脆弱的活性矿物，存在于太阳系的早期，已经从其他陨石样本中消失了。"一旦变湿，陨石会“毫不犹豫”变成硫酸钙。"薯条说。

目前，弗里斯正在通过存档的雷达数据试图重建陨石的轨迹。例如，陨石猎人发现了一些1998年1月在科罗拉多州埃尔伯特县坠毁的陨石碎片，但它们与火球的大小不匹配。根据雷达数据，弗里斯计算了失踪陨石的轨道，并预测它比一块面包还大。然而，要找到陨石体将非常困难。弗里斯的模型显示，这块陨石的主体应该落在几公里内唯一的森林区域。

弗里斯还计划将这些技术推广到更多地区。根据世界气象组织的数据，全球近80%的雷达站位于美国以外，中国、印度和俄罗斯的潜力被严重低估。弗里斯说，通过雷达站积累的数据搜索陨石有许多障碍，最大的困难是很难从当地气象机构获得这些数据。他建议其他国家的同事为此而努力。

同时，摄像机网络可以用鱼眼镜头连续监控夜空。一些组织，包括欧洲火球网，已经相当大了，但是大多数仍然依赖热情的业余爱好者和过时的电影摄影机。在这方面，澳大利亚柯廷大学的研究员菲利普·布兰德有更大的抱负。本月底，他和他的同事将在澳大利亚内陆完成30个照相站的建设，覆盖面积相当于阿拉斯加。

在这个沙漠火球网络中，每个站点将花费7000澳元，包括一个30秒的高分辨率摄像机来跟踪陨石轨迹和亮度。该网络还配备了一台摄像机来确定火球的确切持续时间，这可以转化为陨石坠落的速度。这些站使用太阳能，可以在没有监督的情况下连续几个月收集数据。

布兰德希望在一年内“捕捉”5~10个火球。与此同时，他相信在澳大利亚比在埃及更容易找到陨石，尽管他经常无法获得雷达数据来完善计算出的陨石轨迹。在澳大利亚的腹地，由于人口稀少和降雨量少，天气雷达要少得多。然而，与浅色贫瘠的沙漠相比，深色陨石应该很容易被发现。装备有照相机的遥控飞机甚至给陨石“增加了一个优势”。

通过建立如此广泛的空间陨石追踪网络，布兰德相信他可以开始确定空间物质撞击地球的频率，而不仅仅是星际物质。人造空间碎片经常落在地球上，可以用较慢的速度识别:任何以低于每秒11公里的速度进入大气层的物质都可以被识别为人造物体。

所有这些技术最终都能使寻找陨石碎片变得常规而有效。过去观察极其罕见的大火球，然后开始疯狂和恼人的长期搜索之旅的做法将成为历史。在这次举行的雷达技术研讨会上，来自西班牙巴塞罗那空间科学研究所的研究员约瑟夫·特里戈-罗德里格斯了解到，今年9月7日清晨，一个亮度超过满月的巨大火球在加泰罗尼亚上空掠过。根据从五个火球网络摄像头获得的数据和目击者提供的两张照片，特里戈-罗德里格斯花了一周时间完善陨石的轨迹。

特里戈-罗德里格斯不会透露陨石的确切位置。与此同时，他已经派出了一个搜索小组，不希望当地的陨石猎人超过他。然而，他相信在西班牙北部的某个地方，一些新落下的重达几公斤的陨石正在等待他的到来。(燕杰)

中国科学新闻(2014-09-29第三版国际版)

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