天宮一號即將再入大氣層燒毀,碎片墜落概率極低

2020-12-13 美國國家地理中文網

2011年9月,長徵2F火箭將天宮一號空間站送入軌道。攝影:LINTAO ZHANG, GETTY

3月30日至4月2日,天宮一號國際空間站預計將再次進入地球大氣層,並在燃燒過程中分崩離析。有專家分析,天宮一號墜入人口稠密地區的概率幾乎為零。

撰文:ANDREW FAZEKAS

中國的天宮一號空間站即將墜入地球。最新的預測稱,它將在3月30日至4月2日之間的某個未知時間落到地球上某個未知地點。

2011年9月,天宮一號成功入軌。該空間站的設計初衷是為了測試機器人技術。在可操控期間,它經歷了多次運載火箭的交匯、對接,以及太空人的到訪任務。它為中國不久後即將發射的永久空間站奠定了堅實的基礎。

2017年5月,中國官方組織向聯合國發出第一份報告,稱天宮一號從2016年3月16日起已經停止運行。儘管該空間站的結構仍然完整,但已經耗盡了所有燃料,並且不再受地麵團隊的控制。

如今,天宮一號正在平均高度約320千米的軌道上運行。當它經過地球大氣層外側時,已受到地球引力的拖拽,並以每天大約4千米的速度下降。最終,天宮一號將到達70千米的高度,再次進入大氣層並燃燒。

如果天宮一號的碎片沒有完全燃燒,它的降落地點也難以判斷。目前,該空間站大約每3個小時繞地球2圈,運行軌道位於北緯43度和南緯43度之間,意味著除南極洲之外的任何一個大洲都在可能墜落的區域範圍內。

「因此,我們只能說它將墜落在那個緯度範圍內,只有等它落下來,我們才有最終答案。」 哈佛史密森天體物理中心的天文學家Jonathan McDowell說道。

目前來看,天宮一號的準確再入日期還不確定,因為大氣層上層的密度會隨著太陽活動而變化。McDowell說:「如果計算24小時內的準確時間,我們的預測精度可以達到約3小時之內。」

追蹤

據美國德克薩斯大學的天體動力學家Moriba Jah介紹,我們預測衛星墜落行為的能力仍然很不成熟,部分原因在於我們無法對大氣層動態進行實時監測。

他說:「我們尚未完全理解大氣層的動力學和力學特性,預測其未來動向的精度還不夠。因此,威脅物體的軌跡有很大的不確定性,甚至無法判定天宮一號的再入點是位於太平洋上空還是美國上空。」

2013年中國官方媒體放出的圖解中,一艘載人太空飛行器與天空一號空間站對接。供圖:LI JUNFENG, IMAGINECHINA/AP

當天宮一號再入大氣層時,預計它將會分崩離析;一些100千克左右的碎片也有可能墜入地球。1979年,美國也出國類似的問題。當時,美國宇航局的天空實驗室空間站墜落,但燃燒速度並未達到預期,部分零部件灑向澳大利亞,儘管沒人受傷,但是有一個郡卻對美國宇航局亂丟垃圾的行為開出了罰單。

Jah說:「我們星球的大部分都覆蓋著海洋,因此,即便有燃燒未盡的碎片,它們十之八九也會落入海洋。即便真有某些碎片撞擊陸地,全世界大部分人口也都集中在某些沿海地區,這將進一步降低碎片擊中人口稠密地區的概率。」

凌亂的太空

Jah認為,天宮一號帶來的不確定性,應該讓航天機構和衛星製造商引以為戒,在對太空大型設備失去控制後要有備份方案。

比如說,國際空間站的大小相當於一個美式橄欖球場,與天宮一號的運行軌道相近。美國宇航局也極度擔心如何在國際空間站「壽終正寢」時把它恰當地弄下來。

「或許,這件事能給全世界的政府機構提了個醒,讓他們向學術和研究機構提供資金,切實研究太空飛行器再入的問題,因為這個問題不僅不會消失,還會一再重複。此外,隨著地球軌道上的物體越來越多,風險還會持續上升。」

McDowell補充說,如今,地球軌道上已經發現了5萬多塊太空垃圾,太空機構和衛星公司真正擔心的是在軌碰撞。他說:「如果我們還不開始清理,四處亂飛的霰彈,將會讓太空變得無法利用。」

觀測指南

目前,全世界各地的許多望遠鏡都在密切關注著天宮一號這最後一趟旅行。天文愛好者們也可以加入進來,還可以使用「虛擬望遠鏡計劃(Virtual Telescope Project)」。該網站從3月28日20點開始,將會啟動直播。

此外,用肉眼也能直接看到天空一號,而且很容易將它與過境的飛機區分開來。與許多衛星和國際空間站一樣,天宮一號空間站看上去就像是一道不閃爍的白光從天空極速划過。

南北半球中緯度地區的人們看到天宮一號的概率最大,不過要依具體日期而定。

本周,北半球的觀測者們在凌晨時分將能夠清晰地看到一顆星星一樣的空間站,而北緯60度以上地區的人們將無法看到它從地平線上升起。你可以登陸各種衛星追蹤網站,輸入自己的所在地點,就可以查到最佳觀測時間。

(譯者:Mikegao)

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