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天宫一号掉哪儿,各国都没猜准

2018-04-03 22:19
天宫一号掉哪儿,各国都没猜准

本报特约记者张亦驰本报记者马俊

图片说明:德国科研机构拍摄的天宫一号再入大气层前的雷达图像。

中载人航天工程官方网站4月2日发布公告:北京航天飞行控制中心和有关机构监测分析,4月2日8时15分左右,天宫一号目标飞行器已再入大气层,再入落区位于南太平洋中部区域,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。很多人注意到一个颇有意思的问题:天宫一号的再入点与全球航天机构之前的预测都相去甚远,它似乎和科学家们开了个大玩笑。为什么预测的误差会这么大呢?

谁都没能预测准

在宣布天宫一号重返大气层前,载人航天工程官网就天宫一号的状态、再入时间和地点发布过两次公告。第一次公告显示,4月2日5时,天宫一号运行在平均高度约138.8公里的轨道上,预计再入时间为4月2日8时49分(最早时间8时11分,最晚时间9时33分),再入区域中心点位于西经19.4度,南纬10.2度。这个范围位于南大西洋,在英属亚松森岛西南方海域。约一小时后,第二次预测进行了修正,预计再入时间为4月2日8时42分(最早时间8时24分,最晚时间9时01分),再入区域中心点位于西经40.4度,南纬27.4度。这个经纬度仍然位于南大西洋,靠近巴西的西南方海岸。然而结果显示,这两次预测的地点距天宫一号最终再入的南太平洋有相当大的距离,甚至第一次预测的结果还更为准确。

国外航天机构的预测更是“离题万里”。欧洲航天局3月31日的预测认为,天宫一号再入时间是美国东部时间4月1日下午7时25分左右(北京时间4月2日晨),再入位置位于北纬43度到南纬43度的“任意地点”,很有可能在西南欧上空。北美防空司令部表示,“天宫一号”预估会于4月1日上午坠落,大概位置为北纬33.8度、东经115.8度,这里正好是安徽省与河南省的交界处。美国空军第18航天控制联队预测,天宫一号将在美国东部时间4月1日晚8时49分左右在大西洋重返大气层。韩国科技信息部此前则警告称,天宫一号最快将于4月2日上午再入大气层,地点可能是南大西洋。

天宫一号重返后,美国太空司令部发布消息称,天宫一号在北京时间4月2日8时16分于太平洋上方重返大气层,范围大致与先前外界预测的“北纬43度和南纬43度之间”相符,确认没有大型残骸。美国联合太空作战中心称,天宫一号坠落于智利附近的南太平洋海域(东经195.7度,南纬13.6度)。

多种因素影响重返位置

一名相关领域专家2日告诉《环球时报》记者,像空间站这样的大型航天器自由再入大气层时,落点预测是一个世界性难题。它在这个过程中会受到很多因素的影响,包括大气密度、磁场强度、太阳黑子活动、风向、航天器形状和进入时的角度等。例如大气层密度在不同的高度是不断变化的,而且有时候变化非常大。此外,航天器在坠落过程中的姿态是头向前还是尾向前,或者太阳电池翼是否展开等,随机性比较大,对航天器落点的影响也很大。

对天宫一号再入大气层范围的预测失误,其实只是科学家再次被这道难题“绊倒”。1979年7月11日,美国空间站“天空实验室”坠地时,原来预计坠至非洲,实际却落到澳大利亚。2012年1月15日俄罗斯“火卫一-土壤”探测器坠落前,俄罗斯和美国曾先后预报它将坠入印度洋和大西洋,但最后掉到太平洋智利海岸附近。

在天宫一号即将重返大气层之前,各航天机构仍在不断修改可能的重返时间和地点。据美国“太空”网站报道,美国航天研究公司预测,天宫一号可能落在非洲附近,稍后又改为落入太平洋。该公司高级技术人员安得烈·亚伯拉罕承认,对这些预测的数据缺乏信心,因为航天器重返大气层的时间和地点,取决于随时在变化的太阳黑子活动强度和航天器翻滚情况。欧洲航天局则表示,高能粒子流将使得高层大气密度增加,这也会引起天宫一号再入点的变化。

也有人质疑,同样是再入大气层的航天器,为何洲际弹道导弹的轨迹预测就靠谱得多,以至于可以用反导系统精准拦截?实际上,洲际导弹通常有较大的再入角和弹道弯度,以及规则的弹头形状。而天宫一号的外形不规则,还会发生翻滚,并随着与空气的不断摩擦,轨道飞行高度逐渐降低,这些靠现有的软件是很难精确模拟的。

打捞天宫一号,有必要吗?

天宫一号发射质量约8.5吨,和一辆校车的个头相当。当它在大气层中高速飞行时,绝大部分都会被烧蚀销毁,最终只有少量碎片落入地球表面。按照美国“太空”网站的分析,天宫一号从再入到碎片落地的过程中,残骸可能会分布在纵向2000公里、横向数十公里的区域内。不少网友也担心,天宫一号的碎片是否可能被其他国家打捞起来,以供研究和评估呢?

接受采访的专家表示,天宫一号是中国的第一个空间目标飞行器,主要用于验证空间站相关技术。从技术上看,它和目前在轨的国际空间站仍然有差距。另外,天宫一号内部大量有价值的设备都被烧毁,剩下的主要是熔点高的材料和零部件,研究价值不大。

当然,若是那些有心的国家,也能通过航天器的建造材料等,分析出中国建造天宫一号时的技术水平,从而推算出中国当前的技术进展。但寻找这些碎片非常困难,尤其是那些掉落海中的碎片,技术上的打捞难度非常大。之前对于这类航天器的碎片,罕见有打捞的报道。苏联和平号空间站当年坠落地球后,曾有糖果公司宣称,愿意用同等重量的糖果交换打捞的碎片,结果一颗糖果也没有送出去。

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