曝马航飞机坠毁真相:归功多普勒效应
北京时间3月25日消息,据报道,昨天,马来西亚总理告知MH370航班的家属,他们的亲人已经没有生还可能,因为飞机已经可以确认在南印度洋坠毁。但为这一结论提供关键线索的英国Inmarsat公司究竟是如何做到这种判断的?
CNN科普如何计算出飞机飞向印度洋
专家将此次Inmarsat公司进行的计算称之为史无前例的,是此前从未进行过的尝试。简单的说,此前根据卫星信号数据,已经可以大致知道马航的这架飞机可能沿着南北两个大的方向飞行。
但究竟飞往哪个方向还无法确定。如果向北,则会经过陆地。而如果向南,那里则是一片汪洋。而此次这架英国卫星公司所取得的重大突破,就在于判断出飞机是往南飞了,从而排除了向北飞行的可能性。
能够这样做的基本原理其实很简单,那就是利用多普勒效应。
多普勒效应的定义是指波源和观察者有相对运动时,观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。简单的说就是由于波源相对观察者的运动,导致其波长频率被压缩或拉伸的现象。这种波可以是光波,也可以是声波。
光波的多普勒效应被广泛应用于天文学研究领域当天体远离我们,它发出的光波会被拉伸,波长向红端偏移,称之为红移,它甚至曾经帮助哈勃发现宇宙膨胀的现象;反之,如果天体向着我们的观察方向靠近,它们会显示蓝移现象。
相似的,声波也会有这样的现象。或许很多人有过这样的体验当你站在马路边看到一辆救护车从面前疾驰而过,在它接近阶段和远离阶段它的警笛发出的声音听起来是有差异的。这就是声波由于接近和远离你(观察者)时而引起的波长压缩和拉伸(多普勒效应)。
具体到马航事件,这架飞机上的某些设备会定期向Inmarsat的卫星发送请求连接的Ping信号,专家称之为握手。但由于马航没有购买相关卫星服务,这种请求会被卫星拒绝。
但尽管由于两者间没有建立连接,没有办法收集当时飞机的状态信息,但此次Inmarsat的工程师们尝试了一种新的手段他们对每一次Ping信号中隐含的多普勒效应进行了分析,这样做就能判断这个信号是被压缩了还是拉伸了。
由于卫星定点于地球上空,而马航的飞机当时正处于飞行状态,严格来说马航的这架飞机与卫星之间存在相对运动,距离也在不断发生变化。
通过以纳秒(十亿分之一秒)级别的精度计算飞机与64.5度纬线(卫星定点于此纬度线上空)之间的相对运动,就能判断飞机的大致飞行位置。专家们分析了每一次Ping信号的方向信息,并且在此过程中得到了航天界专家以及美国波音公司的技术协助。
,利用三角测量法,工程师们还将有望能进一步完善他们的计算结果,测算出飞机的可能坠毁位置,因为他们有可能计算出飞机发送信号时的飞行角度。