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天宮一號再入大氣層 變成火球落南太平洋謝幕

天宮一號再入大氣層 變成火球落南太平洋謝幕

天宮一號再入大氣層 變成火球落南太平洋謝幕

天宮一號再入大氣層 變成火球落南太平洋謝幕

  關於天宮一號墜落會砸到城市和人的訊息,自三年前便被外媒渲染,最近這波輿論攻勢進一步加強,因為天宮一號將再入大氣層!隨後,天宮一號將變成火球,以殘骸準確墜落在南太平洋中部的方式完美謝幕。天宮一號將以實際行動結實打臉渲染其威脅城市和人類安全的目的不純的外媒。

天宮一號,歡迎回家

據中國載人航天工程辦公室釋出,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,再入落區位於南太平洋中部區域,絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷燬。

天宮一號是中國研發的一個目標飛行器,目的是作為其他飛行器的接合點,為中國太空實驗室計劃的實驗性軌道飛行器,於2011年9月29日21時16分3.507秒發射升空。

天宮一號的升空,標誌著我國邁入載人航天工程“三步走”戰略的第二步第二階段,換言之,這標誌著我國已經擁有建立初步太空站,即短期無人照料的太空站的能力。

此後3年裡,天宮一號先後與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船交會對接,系統驗證了自動交會對接、人控/手動交會對接等關鍵支撐技術,讓我國成為世界上第三個自主掌握空間交會對接技術的國家。2016年3月16日,這個戰功赫赫的“中國造”全面完成使命,正式終止資料服務。

天宮在太空軌道上執行,為什麼會重返大氣層?

不少人可能覺得衛星離地面數百公里,位於太空之中,因此可以不受阻力的長時間甚至永久圍繞地球執行,準確的說其實並不是這樣的。

我們這裡所說的大氣層主要指的是稠密大氣層,是個人為定義的概念,國際航空聯合會定義100公里的高度為卡門線,將其作為大氣層和太空的界線。而實際上地球大氣層是一個逐漸過渡的結構,在地面上方1000多公里的高度仍然有稀薄的大氣或者是大氣粒子。因此近地衛星工作的高度雖然已經超過300公里,但依然會受到極為稀薄大氣層的微小阻力,但這些微小阻力累計後對軌道的影響就很大。

地球大氣層結構示意圖,可見地球衛星執行的軌道並非是絕對的真空區域

飛行器一旦長時間不加速,軌道高度就會逐漸降低,降的越低大氣阻力也就越大,最終墜入稠密大氣層。

天宮無控再入大氣層難準確預測,也是因為變數太多

還有人可能覺得,現在有極為精確的雷達能探測飛行器的基本引數,還有超級計算機輔助,準確計算無控飛行器載入大氣層應該並不難,實際上也並不是這樣。

一方面100公里以上的大氣層並不均勻,變化多端,人們難以精確得知某一區域某一時刻的的大氣層詳細資料,這就為計算增加了誤差。

還有另一個比較麻煩的問題就是無控飛行器的姿態複雜。據德國弗勞恩霍夫高頻物理和雷達技術研究所的雷達影像,天宮在軌道上是在旋轉飛行的,這也是受到稀薄大氣持續影響的結果,因此飛行器不同時間姿態的受力又不同,因此哪怕有強大的計算機也難以利用這些引數,模擬出準確趨勢,只能得出一個大致資料並且有相當大的誤差。

天宮一號的威脅非常非常非常小

西方有些媒體,幾個月前就借天宮返回大氣層這件事炒作,這真是杞人憂天,目的不純。

實際上過去60年以來,我們大約經歷過6000種不同的失控人造太空物返回地球的情況,大多是廢棄的衛星和火箭的上半部分。砸到人身上的情況只有一例,但並沒有對那個人導致多大傷害。

而大部分天宮一號的“各種器官”都會在大氣層的燃燒過程中消失,只有大約20%-40%的構件有存活的概率落到地球上,大海,尤其是南太平洋很可能是它的主要“埋葬地”。

再者,以史為鑑可以說是最好的說明,統計一下歷史上大型飛行器無控返回大氣層的資料,比天宮一號大幾倍甚至十幾倍的裝置都沒造成影響,一個天宮一號又有什麼風險可說?

經過科學計算,被天宮一號的碎片砸中的概率是1.2萬億分之一,比被閃電擊中的概率還要低一億倍。

飛行器載入大氣層解體過程圖示

上圖為飛行器載入大氣層解體過程圖示,首先是外部太陽能電池板首先被稠密大氣層剝離,隨後主體結構在高溫中解體,最後大部分碎片在上千公里時速下與大氣層劇烈摩擦燒燬。

天宮將以最絢爛的方式回家

天宮返回大氣層時隨著大氣密度增加將與空氣產生劇烈摩擦,大部分結構也在熾熱中被燒掉,由於天宮一號由大量各種元素材料構成,因此燃燒時產生的顏色也不盡相同,場面將十分絢爛。

天宮一號已經成功落幕,但中國航天太空站的建設程序才剛剛開始……

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