天宮一號即將隕落何方?我們人類無能為力,只有老天爺知道

2021-01-17 講武堂

聲明:除《踢館》外,講武堂所刊登文章均為授權轉載,目的是提供多樣化看問題的視角,不代表堂主完全認同文章觀點


中國載人航天網官方宣布天宮一號即將再入,但為什麼不發布具體的再入時間地點呢?


天宮一號是我國2011年發射的目標飛行器,它圓滿的完成了各項預定任務,為中國載人航天發展作出了重大貢獻。根據官方去年致電聯合國秘書長的照會,天宮一號已經失效並進入軌道衰減期,最近官方還發布了再入預報。天宮一號即將隕落,它落在哪裡是大家都關心的問題,我國官方為什麼不發布明確的落區呢?不是不為而是無能為力。


天舟一號受控再入落入南太平洋預定落區,而失效的天宮一號再入只能聽天由命了


天宮一號目標飛行器已經失效了,它沒法像天舟一號貨運飛船那樣,用發動機點火反推離軌,並精確的落入南太平洋的太空飛行器墳場。失效的天宮一號只能聽天由命,讓軌道自然衰減最後再入大氣層燒毀。近地軌道太空飛行器的軌道衰減是一個緩慢和連續變化的過程,時間一般長達數月甚至數年。


500公裡以下大氣阻力超過光壓影響,120公裡高度大氣阻力急劇增大,太空飛行器就要再入了


一般地說,軌道高度500公裡以下時,高空稀薄的大氣是太空飛行器阻力的主要來源,此時決定軌道衰減速度的是太空飛行器的平均軌道高度和面質比。軌道高度因素很容易理解,高度越低大氣密度越大,大氣阻力隨之增大軌道高度也就掉得快;所謂面質比是太空飛行器迎風面面積和它的質量之比,迎風面面積正比於大氣阻力。根據牛頓第二定律面質比(阻力)和加速度成正比,面質比越大太空飛行器減速越快,也就更快的落入大氣層。


天公(太陽)不作美,大氣密度增大後軌道衰減太塊,天空實驗室沒等到太空梭上天就再入了


道理說起來很簡單,但太空飛行器的再入預測卻是航天的老大難問題。人類對高空大氣了解還不夠,高空大氣在不同位置、不同高度,不同年份乃至一天中不同的時間,大氣密度都有所不同,很難做出準確的預報。我們還知道太陽活動和地磁活動是影響高空大氣密度的主要因素,尤其是太陽活動影響很大,太陽活動峰谷期間高空大氣密度甚至能出現上百倍的不同。美國著名的天空實驗室原來還打算用太空梭升軌,讓它重新投入使用煥發第二春,沒想到NASA對太陽活動預報有誤,天空實驗室提前再入墜毀,此時太空梭還沒造好呢。


亂丟垃圾要罰款,哪怕你是太空垃圾,NASA就被西澳小鎮埃斯佩蘭斯罰了400美元


不僅如此,天空實驗室軌道衰減的最後階段,突發的太陽風暴改變了局部高空大氣的密度,結果它提前一圈再入,這個原定原定落入大洋的幾十噸級大型空間站砸到了澳大利亞人頭上,為此NASA還收到西澳小鎮埃斯佩蘭斯(Esperance)開的400美元罰單。天有不測風雲,太陽啥時候打個噴嚏,天宮一號再入時間就全變了,這誰能預測呢?!


正常狀態的天宮一號自然面質比好確定,但失效的就沒這麼簡單了


高空大氣密度變化無常,面質比也是個棘手的因素。或許有人會說,天宮一號外形和重量都是已知的,這有啥不確定啊?不過您這是正常情況,但現在天宮一號不是失效了麼。天宮一號正常工作時使用控制力矩陀螺(CMG),配合姿態調節發動機維持和調整姿態,但德國弗勞恩霍夫應用研究促進協會(fraunhofer)雷達跟蹤成像發現,天宮一號近期已經在不規則的旋轉了,這樣一來它的面質比也成了未知數,只能估測一個大致範圍了。


德國雷達成像圖像:天宮一號正在旋轉。咱還是別談面質比了


德國的觀測結果也得到官方的證實,自3月19日開始官方軌道狀態公告也刪除了「姿態穩定」的字樣,另外28日還刪掉「形態未發生異常」,據此推測天宮一號很可能還有部分結構分離,質量和面質比更是面目全非,在它再入大氣層前還會發生什麼變化也不得而知。這種情況下要精確預測天宮一號的再入時間更不要說隕落區域,實在是心有餘而力不足。當然,過去幾天來隨著天宮一號軌道高度越來越低,再入預測的時間窗口逐漸收窄,3月26日公告中預報「2018年3月31日至4月4日之間」再入,3月28日就縮小到「2018年4月1日±1天」,但到了3月31日官方又表示「2018年4月2日±1天」再入了。


天宮一號可能的落區(綠色區域),現在沒人能精確預測它落在哪裡


天宮一號即將壽終正寢的時候,預測再入時間還有一天左右的變化,而天宮一號在近地軌道上一天時間足以繞地球16圈,現在更及時的國外預測也給出好幾個小時的再入窗口。2011年美國UARS衛星無控再入,事後兩天才公布精確到分鐘級的再入時間,而太空飛行器以7.9 公裡/秒的速度高速飛行,一分多鐘就差出去約500公裡。總而言之,天宮一號最終會精確落在哪裡,這對人類科技水平來說屬於超綱問題,恐怕只有老天爺才能知道。



歡迎搜索ID:qqmiljwt
或長按以下二維碼關注
騰訊軍事講武堂


相關焦點

  • 我國科學家實現天宮一號目標飛行器無控隕落精準預測
    在國家973計劃「航天飛行器跨流域空氣動力學與飛行控制關鍵基礎問題研究」項目支持下,中國空氣動力研究與發展中心李志輝團隊建立了在軌服役期滿太空飛行器離軌隕落再入全流域飛行航跡預報技術,研製了國內首個大型太空飛行器無控隕落氣動力熱環境與結構響應變形軟化失效/複合材料熱解燒蝕/解體飛行航跡預報模擬系統。
  • 天宮一號即將「歸來」 中國航天進入空間站時代
    2016年3月16日,天宮一號目標飛行器正式終止數據服務,全面完成了歷史使命,進入軌道衰減期。空間站「先驅」的漫漫歸途記者從中國載人航天工程辦公室官網上了解到,截至2018年3月25日,天宮一號目標飛行器運行在平均高度約216.2公裡的軌道上(近地點高度208.1公裡、遠地點高度224.3公裡),整器結構完整,即將再入大氣層燒毀。
  • 天宮二號今晚升天 天宮一號預計2017年下半年隕落
    那麼即將發射天宮二號和天宮一號有什麼不同?為什麼在有了天宮一號之後,還要發射天宮二號?天宮二號又承擔著怎樣的使命?昨天,空間實驗室飛行任務總指揮部召開新聞發布會,就這些問題一一作了解答。  對很多人來說,天宮一號與神舟十號的世紀牽手仍然讓人印象深刻,但是,天下沒有不散的筵席,轉眼間天宮一號已經在天上待了四年半。現在,它的兄弟天宮二號即將登場,並與神舟十一號開啟屬於他們的浪漫之旅。
  • 天宮一號預計產生1-1.5噸殘骸 將墜入南太平洋
    美國航空航天學會會員、「小火箭」工作室創始人邢強向新京報記者介紹,這片區域不僅沒有人類活動,而且由于洋流影響,海洋生物也很少,不會對生態造成太大破壞。  邢強表示,此次天宮一號再入較為「完美」,落區也正處於太空飛行器墳場區域中。  8.5噸重的天宮一號,會產生多少殘骸回到地球?
  • 專家解讀天宮一號再入疑問:再入落區位於「太空飛行器墳場」 堪稱完美...
    新京報快訊(記者倪偉)據中國載人航天工程辦公室消息,經北京航天飛行控制中心和有關機構監測分析,4月2日8時15分左右,天宮一號目標飛行器已再入大氣層
  • 天宮一號即將返回地球,會不會砸到人?比中彩票的概率低
    近日,在太空中沉寂已久的天宮一號目標飛行器再次成為了人們關注的焦點。因為據官方公布,在軌運行6年多得天宮一號即將墜入大氣層中燒毀。天宮一號將在沒有控制的情況下再入。那麼,天宮一號的再入是否會傷及無辜呢?
  • 天宮一號即將燒毀是為何 天宮一號是什麼時候發射升空的
    記者今天從中國載人航天工程辦公室官方網站了解到,我國第一個目標飛行器天宮一號即將「謝幕」,將再入大氣層燒毀。  經北京航天飛控中心和專業機構分析,預計天宮一號再入大氣層的時間在今年3月31日~4月4日之間,中國載人航天工程官方網站後續將每日發布有關監測預報信息。
  • 中國「天宮一號」將在2017年下半年隕落
    孫浩 攝    中新社甘肅酒泉9月14日電 (記者 張素)記者14日從中國載人航天工程辦公室舉行的新聞發布會上獲悉,天宮一號目標飛行器預計將在2017年下半年隕落,其大部分結構將在隕落過程中燒蝕銷毀。  2016年3月,天宮一號目標飛行器正式終止數據服務,全面完成歷史使命。隨即有媒體稱,「天宮一號」或已失控,隨時可能撞擊地球。
  • 天宮一號即將再入大氣層燒毀……收到請回答!我們會永遠記住你!
    2011年9月29日,中國在酒泉衛星發射中心用長徵二號F運載火箭將天宮一號目標飛行器發射升空。新華社記者王永卓 攝這標誌著我國成功掌握了交會對接技術外太空的「中國小家」即將迎來它的第一位人類訪客dvdf天宮一號即將謝幕中國空間站則剛剛揭開它的神秘面紗
  • 天宮一號「熔」歸故裡 未發現對地面造成損害
    2018-04-03 15:55圖文來源:羊場晚報在太空飛行約六年半的天宮一號回來了。中國載人航天工程辦公室4月2日發布消息稱,當天8時15分左右,天宮一號目標飛行器已再入大氣層,再入落區位於南太平洋中部區域。
  • 整器結構完整 天宮一號即將再入大氣層燒毀
    即將重返地球的中國空間實驗室天宮一號何時何地再入大氣層備受關注。
  • 天宮一號即將"謝幕" 墜落時是否危及地面?官方回應
    中新社發 秦憲安 攝 3月9日,一篇題為《別了,天宮一號》的文章在朋友圈流傳,引來不少航天愛好者的傷感。8日19時左右,天宮一號出現在北京上空。它從西北方出現,從北極星「身邊」划過,「穿過」北鬥七星,消失在東北方向。文章稱,對於北京及周邊地區的朋友,3月9日以後就幾乎不可能再看到天宮一號。
  • 在太空飛行了6年多 天宮一號將再入大氣層最後一次「燃燒自己」
    這將是天宮一號最後一次「燃燒自己」。從2011年9月29日它成功發射,到現在6年多的時間裡,天宮一號先後進行了6次交會對接,完成了各項任務,中國也因此成為了世界上第三個獨立掌握交會對接技術的國家。  在軌工作1630天的天宮一號目標飛行器在完成與三艘神舟飛船交會對接和各項試驗任務後,由於已超期服役兩年半時間,其功能失效。2016年3月16日,天宮一號目標飛行器已正式終止數據服務,全面完成了其歷史使命,進入軌道衰減期。  重返地球的位置由時機決定  從去年開始,天宮一號將墜落何方就成為全球關注的焦點。
  • 龍族:路鳴澤即將隕落!路明非要登上王座,這是註定的結果
    文|燮夔今天我們來說一下,在《龍族》系列的動漫和原作小說當中,路明非要登上王座,路鳴澤即將隕落的事情。雖然《龍族》系列的動漫和小說迄今為止已經有十年以上的歷史了,可是江南作者卻到現在還沒有進行完結,十年的謎團一直縈繞在所有龍蛋們的心頭。
  • 天宮一號再入大氣層墜落南太平洋中部:歡迎你回家
    在即將告別之際,一起來回顧7年來,天宮一號走過的點點滴滴。天宮一號是做什麼的?天宮一號是中國首個空間目標對接飛行器,主要目的是檢驗軌道交會對接和太空人在太空較長時間駐留的技術驗證,為計劃中在2022年前後建成中國的首個正式空間站奠定基礎。
  • 天宮一號將在太空運行兩年以上
    中國載人航天工程新聞發言人近日宣布,我國將實施載人航天工程首次空間交會對接任務,執行任務的天宮一號目標飛行器與長徵二F運載火箭組合體已轉運至發射區。天宮一號將於9月27日至30日擇機發射。在天宮一號即將發射升空前夕,《經濟參考報》記者採訪了專為我國航天工業提供潤滑服務的中石化長城潤滑油公司。該公司科技開發部主任張春輝稱:「作為我國建設首個載人空間站的關鍵一步,天宮一號的發射萬眾矚目。而為其提供潤滑服務的長城潤滑油公司全體員工則信心滿懷,期待著中國航天事業再創輝煌。」
  • 天宮一號將回家,你想要了解的都在這......
    天宮一號隨後也盡職地達到目標,先後在2011年11月、2012年6月和2013年6月與神舟8號、神舟9號和神舟10號飛船進行了對接。但在2016年3月,中國載人航天工程辦公室宣布已經天宮一號已經正式終止數據服務,彼時,原定在軌運行2年的天宮一號已經超期服役兩年半。
  • 別了……天宮一號即將再入大氣層燒毀並墜落
    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。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。說到即將「隕滅」的天宮一號你可能會想到前不久的「別了,卡西尼」。卡西尼號於2017年9月15日終結了探索土星系統13年的旅程。
  • 天宮一號即將再入大氣層燒毀,碎片墜落概率極低
    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。
  • 黑炭大蛇真的隕落了?三處細節證明他還活著,復仇的故事即將展開
    不少觀眾看到這樣的劇情後都覺得黑炭大蛇已經死了,那麼黑炭大蛇真的隕落了嗎?表面上看起來確實如此,但是事情往往都沒有觀眾想的那麼簡單,三處細節證明他還活著,復仇的故事即將展開。細節二:夢幻主義尾田是一個特別天真的作者,他之前曾經說過海賊王的劇情中不會死人,大家都會活得好好的,然而由於劇情需要,尾田不得已讓幾個角色隕落了,這些角色都是尾田鋪墊了很久的角色,且每一個人都給觀眾留下了很深刻的印象,另外這些人物死亡的時候都有明顯的死亡鏡頭,最終隕落看起來似乎沒有什麼漏洞。