「天宮一號」踏上歸途,那些憂慮不值一提

2021-01-08 新華網客戶端

  新京報漫畫/許英劍

  重量僅8.5噸的「天宮一號」在「和平」號空間站、「禮炮-7」空間站、「ATV-1」等這些老大哥面前,實在是嬌小得很。即便是非受控墜落,其影響也會小得多。

  近日,中國第一個目標飛行器「天宮一號」再次成為熱點話題。根據中國載人航天工程辦公室發布的消息,這件在我國載人航天工程中功勳卓著的太空飛行器預計在4月2日前後投入地球大氣懷抱,最後一次燃燒自己。

  有意思的是,國外的一些航天機構和網站,以及大小媒體似乎對「天宮一號」投來格外的關注——機構頻頻給出墜落大氣時間的預測,而在一些外媒的報導中則多次出現out-of-control(失控)、danger(危險)、risk(風險)、crush(墜毀)等字眼,有的甚至如臨大敵。那麼,「天宮」一號到底什麼時候進入大氣?我們究竟應該做些什麼準備呢?

  「天宮一號」是否會失控?

  「天宮一號」由實驗艙和資源艙構成,全長10.4米,最大直徑3.35米,重約8.5噸,於2011年9月29日21時16分03秒在酒泉衛星發射中心發射升空,先後與「神舟」八號、九號、十號飛船進行6次交會對接任務,為探索和驗證我國空間飛行器的交會對接技術、解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題立下汗馬功勞。在「天宮一號」圓滿完成預期任務後,狀態一直保持很好,在地面人員精心照料下,它在高度約370-400公裡的軌道上繼續運動,成功延長壽命2年。

  2016年3月16日,「天宮一號」終止了數據服務。打個比方,假設生活中的這個場景:你在自己家窗臺上看到鄰居正在小區裡散步遛狗,他始終在你的視線範圍內,你也能準確描繪出他的移動路徑,然而當你打他手機時,對面傳來的卻是「對不起,您撥打的用戶暫時無法接通」。「天宮一號」的情況就是這樣,我們無法遙控它,但是它也沒有亂跑,沒有失蹤,更沒有打滾,通過光學、雷達等方式完全可以對其進行有效監控。因此,「天宮一號」並未完全失控,只是不能進行受控再入大氣。

  「天宮一號」墜落是否危險?

  我們在視覺上,總認為太空廣闊無垠,但地球附近的軌道資源卻很有限,尤其是近地軌道和地球同步軌道,如果太空飛行器壽命結束後依舊留在那裡,就會成為一堆太空垃圾。

  更重要的是,地球附近並不是真正的真空,在距離地面上千公裡的地方依然存在稀薄的大氣,會對太空飛行器形成阻力,再加之太陽光壓的影響,無人照料的太空飛行器高度會逐漸下降,最終墜入地球大氣燒毀。

  如果太空飛行器體型較大,就會存在很大的不確定性,比如,存在殘骸墜落人口密集區的可能性。2003年2月1日,「哥倫比亞」號太空梭返航時解體,殘骸大量散落在美國德克薩斯州境內。因此,通行的做法是「受控墜落」,即在太空飛行器運行到一個合適的軌道區段內,地面主動操控其變軌,使其墜落在無人區域。南太平洋有一大片空曠海域被認為是理想的「衛星墳場」。2001年3月23日上午長約87米,重達120噸的「和平」號空間站就是這樣結束其榮耀的一生的。

  重量僅8.5噸的「天宮一號」在「和平」號空間站、「禮炮-7」空間站、「ATV-1」等這些老大哥面前,實在是嬌小得很。即便是非受控墜落,其影響也會小得多。由於地球表面積70%是海洋,而陸地上絕大多數地方還是森林、沙漠、湖泊、山脈等無人區,「天宮一號」會有很大的概率墜落在這些地區。

  2016年9月14日,在「天宮二號」空間實驗室飛行任務的新聞發布會上,中國載人航天工程辦公室副主任武平表示,經過認真計算分析,「天宮一號」大部分結構部件將在隕落過程中燒蝕銷毀,對航空活動以及地面造成危害的概率很低,可能性極小。國外也有專家計算了概率,認為被「天宮一號」碎片砸中的概率比一個人被閃電擊中的概率還要低。

  能否精確預測墜落時間?

  科學家能否準確預測飛行器的墜落時間呢?這是個全球性難題。地球的大氣到底有多厚誰也說不清,並沒有一個真正意義上的界限。「天宮一號」每一圈的高度都在下降,而且高度越低,降幅也越大。3月底這個現象特別明顯,這說明它正在接近極限。4月1日,近地點高度已下降至160公裡左右。通常認為,高度一旦低於120公裡,沒有空氣動力學設計的太空飛行器會迅速解體燃燒。但是具體什麼時候下降到這一高度還存在很大的不確定性,只有在這一刻到來前1-2小時才能見分曉。

  因此,只要是專業的預測,都會給出一個具體的時間或地點,並附上±N個小時這樣的表示。如此前歐洲航天局(ESA)預測「天宮一號」再入大氣的時間為世界時3月31日上午9時-4月1日下午15時,聯合太空運行中心(JSpOC)預測為世界時4月1日00:52±15小時。不過後來大家都紛紛調整了預測,將時間調整為4月2日。因此,有人在網上鼓吹北美防空防天司令部的預報是如何如何精準,顯然被打臉了。

  中國是負責任的大國,對「天宮一號」再入大氣事件當然不會不聞不問,事實上,中國載人航天工程辦公室從2017年3月21日起就已經每周發布「天宮一號」的軌道狀態了,今年3月14日起便改為每天一報。針對「天宮一號」當前的狀況,這樣的預報精度已經足夠。

  隨著「天宮一號」高度不斷接近「懸崖點」,中國會投入更為嚴密的監控,也會發布更密集更精準的預報。我們要做的就是靜靜地等待,當那一刻來臨時,為「天宮一號」鼓掌、喝彩。(施韡 上海市天文學會副秘書長)

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