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天宮一號再入大氣層墜落南太平洋中部:歡迎你回家!


 

 

       新華社北京4月2日電(李國利、鄧孟)記者2日從中國載人航天工程辦公室了解到,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,再入落區位于南太平洋中部區域,絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀。
 天宮一號是做什么的?

  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宇航員在太空較長時間駐留的技術驗證,為計劃中在2022年前后建成中國的首個正式空間站奠定基礎。

  2011年9月29日,“天宮一號”在酒泉衛星發射中心發射升空,飛行器全長10.4米,最大直徑3.35米,重8.5噸,由實驗艙和資源艙構成,設計壽命兩年。在預定壽命完成后,為進一步檢驗飛船長期在軌運行與測控能力,天宮一號繼續超期服役,一直到2016年3月16日,天宮一號目標飛行器正式終止數據服務,全面完成了其歷史使命。

  在其兩年多的服役期間,天宮一號先后與三艘神舟飛船進行了在軌交會對接,其中一艘是無人飛船,兩艘是載人飛船,一共有6位中國航天員登上了天宮一號。

  一) 神舟八號飛船

  神舟8號飛船是一艘不載人飛船,于2011年11月1日在酒泉衛星發射中心發射升空。隨后,分別在11月3日和11月14日先后兩次與天宮一號進行了交會對接,這是我國首次開展無人交會對接。在神舟八號與天宮一號自動交會對接之前,前世界僅有蘇聯(俄羅斯),日本和歐洲實現過類似的在軌自動交會對接。神舟8號與天宮一號連續兩次交會對接成功,給了中國工程師們接下來開展載人交會對接任務的信心,做好了準備。

  二) 神舟九號飛船

  神舟9號飛船是中國“神舟”計劃中發射的第四艘載人飛船,于2012年6月16日發射升空,此行它搭載了三位中國航天員,分別是指令長景海鵬,中國首位女宇航員劉洋,以及另一位航天員劉旺。

  神舟9號飛船在軌期間,成功地與天宮一號進行了兩次對接,這是首次有載人飛船與天宮一號進行對接,宇航員也首次進入到了天宮一號的內部。另外,其中還驗證了假定在自動模式失效或出現故障的情況下,由宇航員手動控制實現對接的技術,取得了成功。

  三) 神舟十號飛船

  神舟十號飛船是中國“神舟”計劃發射的第五艘載人飛船,于2013年6月11日在酒泉衛星發射中心發射升空。本次任務乘組是指令長聶海勝,航天員張曉光和王亞平,其中王亞平是繼神舟9號劉洋之后的中國第二位女性航天員。這三位航天員之前也正是神舟9號任務的備份乘組。

  神舟十號是中國載人航天二期工程實施的第三次交會對接飛行,在神舟9號首次載人交會對接任務圓滿成功半年后,神舟十號再次搭載3位宇航員抵達天宮一號,主要目的是進一步考核交會對接、載人天地往返運輸系統的功能和性能,進一步考核執行飛行任務的功能、性能和系統間協調性,驗證有關改進措施的有效性,進一步考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力,并開展我國首次太空授課活動。

  相信很多讀者對此都還有印象。在2013年的6月20日上午10:04-10:55,我國第二位女航天員王亞平在天宮一號內為全中國的中小學學生們上了一節物理課,主要內容包括了質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等幾個基本物理現象。為了確保太空物理課能夠順利實施,神舟十號的航天員們進行了認真的備課和演練,課程由女航天員王亞平擔任主講老師,指令長聶海勝輔助授課,另一位航天員張曉光擔任攝像師。地面控制中心也為太空授課活動提供了全面的技術支持和保障。這次太空授課吸引了空前的關注度,全國有超過8萬所中學,超過6000萬名師生同步收看了本次太空授課。

    為什么預測精確的墜落時間那么困難?

  盡管至少在一年之前,專家們就已經預見到這樣的結果,但是對于隕落的精確時間卻一直難以把握。

  這件事那么難做嗎?

  是的。

  牛頓定律告訴我們衛星是以圓形或橢圓形軌道圍繞地球運行的。但在較低的軌道高度上(1000公里以下),情況要復雜得多。這是因為在這一高度以下,飛船或衛星會受到極為稀薄的大氣阻滯作用。這種作用會減低飛船運行速度,從而使其軌道高度進一步下降。

  理論上,我們可以非常精確地計算出飛船下墜的軌道。但前提是我們必須詳細掌握幾個參數,包括:衛星的運行速度,不同高度上的地球大氣密度,飛船的氣動外形和朝向,尤其它的橫截面積大小等等。

  利用地面觀測設備,我們可以非常精確地測定飛船的速度值,但其他參數的測定卻充滿了不確定性,因此要想非常精確的估算天宮一號的墜落時間和地點是非常困難的。不過,隨著飛船高度越來越低,專業機構對于天宮一號的隕落時間估算誤差也正不斷縮小,目前,專家們給出的比較達成一致的意見是在4月1日上午,至于墜落的地點仍然存在分歧,其中北美防空司令部給出的預測是在我國境內的河南與安徽交界區域,但這其中還存在不確定性。

  天宮一號墜落會砸到人嗎?

  簡答的回答是:有可能,但是可能性很低,因此,不必過于擔心。

  首先,這絕對不是一次什么大不了的事件,在歷史上這樣的事情太多了。天宮一號重量超過8噸,在人類歷史上不受控自由墜落的航天器中只能排到第50位。

  當天宮一號墜入大氣層時,絕大部分部件將會焚燒銷毀。按照一般情況下的估算方式,預計將可能有占質量20%~40%的物體可能幸存下來,那也就相當于1.5~3.5噸的物質殘骸會墜落。

  根據其軌道特征,天宮一號的殘骸墜落地點將是在南北緯43度之間的廣大地區,這一區域內居住的人口大約有52億人。不過,由于海洋面積廣大,殘骸落入海洋的可能性要大得多。

  根據科學家們估算,你被天宮一號的殘骸砸中的概率遠遠低于1萬億分之一,甚至100萬億分之一,比你買一次就中彩票頭獎的概率還要低大約10萬~1000萬倍。不過,要是你足夠幸運,墜落點距離不太遠的話,或許你會在天空中看到一場壯觀的“煙火秀”:一長串明亮的“流星”將劃過你的頭頂,持續時間甚至可以達到1分鐘左右。

  人類歷史上還有哪些類似的衛星/飛船墜落事件?

  天宮一號當然不是人類歷史上第一個失控墜落的大型航天器,正如此前所言,粗略統計顯示質量8噸多的天宮一號在歷史上失控墜落的全部航天器中最多排名第50位,事實上,根據美國宇航局的統計,在過去50多年的歷史中,平均每天都會有一個有正式編號的航天器碎片或航天器本身墜落地球。當然,由于絕大部分組件都會被焚毀,而即便落到地面上,擊中居民的概率也幾乎為零,歷史上海從未發生過與此相關的嚴重傷亡事件。

  在天宮一號之前,比較有名的失控墜落的航天器有哪些?

  恐怕造成國際上動靜比較大的一回,應該要數在1978年,蘇聯核動力衛星“宇宙954”的失控墜落事件。這是一顆核動力衛星,上面裝有大量放射性物質,它在加拿大上空燃燒解體,破碎成數以百計的碎塊,其中一些還相當大。核反應堆也是立即解體,大量核燃料噴濺而出,污染了整個衛星,擴散到大氣中,并使所有衛星部件都沾染了強烈的放射性。

  大量放射性物質和衛星碎片散落到了加拿大西北地區,阿爾伯塔省和薩斯喀徹溫省的一片狹長區域內,污染帶綿延接近600公里。萬幸的是,這里主要是廣袤的苔原和冰原,人跡罕至。

  事故發生后,美國和加拿大聯合實施了代號為“晨光行動”的大規模核污染清理行動。但即便如此,仍然只是找到并清理了一小部分的污染物,要想完全清除這次事故產生的核污染短期內是根本做不到的。

  更加讓加拿大惱火的是,根據國際法規定,空間當事國的衛星事故對他國造成損失的,當事國應當承擔賠償責任。但是事后蘇聯卻斷然拒絕了加拿大方面要求蘇方支付600萬美元清理費用的要求,經過反復協商,蘇聯最終只答應給300萬美元,但是還附帶了條件,那就是不許再追究這件事。

  僅僅過了一年,重量超過70噸的美國的“天空實驗室”(Skylab)空間站發生故障,失控墜落,大量殘骸灑落在澳大利亞西部荒原之中。受到前一年蘇聯“宇宙954”事件的影響,當時世界各大媒體都大量報道了這一事件。但由于“天空實驗室”上并沒有核燃料,這次事件本身并未造成太大的環境影響,但確實砸到了幾棟小屋,并砸死了一頭牛。事后,澳大利亞向美國要求賠償,同樣遭遇了拖延,直到30年后才支付,還不是由美國政府,而是美國民間組織籌款支付的。

  另外,前不久上映的俄羅斯航天題材大片《禮炮七號》贏得一片贊譽之聲。禮炮七號是蘇聯時代的一座空間站,其質量也接近20噸左右,在1991年2月7日,這座空間站的命運同樣是以失控墜落告終,大量殘骸墜落在南美洲阿根廷境內。(晨風)
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