(原標(biāo)題:專家解讀天宮一號(hào)再入疑問:再入落區(qū)位于“航天器墳場”堪稱完美)
新京報(bào)快訊據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,經(jīng)北京航天飛行控制中心和有關(guān)機(jī)構(gòu)監(jiān)測分析,4月2日8時(shí)15分左右,天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器已再入大氣層,再入落區(qū)位于南太平洋中部區(qū)域,絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀。
于2011年9月29日發(fā)射升空的天宮一號(hào),就此正式謝幕。美國航空航天學(xué)會(huì)會(huì)員、“小火箭”工作室創(chuàng)始人邢強(qiáng)表示,此次天宮一號(hào)再入堪稱“完美”,落區(qū)也正處于航天器扎堆墜入的太平洋“航天器墳場”區(qū)域。邢強(qiáng)計(jì)算預(yù)計(jì),8噸左右的天宮一號(hào),將產(chǎn)生1~1.5噸左右的殘骸墜入大洋。
天宮一號(hào)殘骸有沒有可能墜落陸地?為什么要采取無控方式回歸?就天宮一號(hào)再入的相關(guān)問題,航天專家向新京報(bào)記者進(jìn)行了解讀。
釋疑1:天宮一號(hào)為何采取無控方式再入大氣層?——已經(jīng)與地面中斷數(shù)據(jù)聯(lián)系
航天器再入大氣層,分為受控再入和無控再入兩種方式。天宮一號(hào)采取了無控方式再入。
國際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)秘書長、航天科工集團(tuán)二院研究員楊宇光介紹,采取無控方式再入大氣層的航天器,一般包括已經(jīng)超過服役壽命,或發(fā)生故障失去控制的航天器,以及火箭發(fā)射過程中已經(jīng)用完的各個(gè)子級(jí)。
根據(jù)載人航天辦公室公布的信息,2016年3月16日,天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器正式終止數(shù)據(jù)服務(wù),全面完成使命,進(jìn)入軌道衰減期。這意味著,天宮一號(hào)與地面失去了數(shù)據(jù)聯(lián)系。邢強(qiáng)解釋,地面雖仍然可以對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測,但無法上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)和軌道控制,也就無法使其受控墜落。
“在有條件的情況下,國際上航天器再入主要選擇受控再入。”邢強(qiáng)說,例如超過100噸和平號(hào)空間站再入之前,俄羅斯專門發(fā)射了一艘貨運(yùn)飛船與其對(duì)接,幫助其減速、控制落點(diǎn),我國去年發(fā)射升空的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船在完成任務(wù)后,也是以受控再入方式返回。
釋疑2:天宮一號(hào)砸到人的概率有多大?——從未有人受到再入航天器傷害
邢強(qiáng)從2016年開始跟蹤計(jì)算天宮一號(hào)軌道,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,天宮一號(hào)殘骸墜入海洋的幾率一直在90%上下浮動(dòng)。
這一數(shù)據(jù)根據(jù)天宮一號(hào)軌道特性計(jì)算出來。由于其運(yùn)行在南北緯43%左右范圍內(nèi),根據(jù)其軌道經(jīng)過地方的海洋與陸地面積比初步判斷,在依據(jù)近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)參數(shù)推算出來。
據(jù)統(tǒng)計(jì),從20世紀(jì)60年代到現(xiàn)在,人類大約有15000噸以上的人造航天器殘骸落回地球,從未傷害到人口密集地區(qū)的居民。NASA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,僅2014年就有超過600個(gè)失效衛(wèi)星、廢棄火箭末級(jí)和其他碎片再入地球大氣,總質(zhì)量超過100噸,沒有收到人員傷害或財(cái)產(chǎn)損失的報(bào)告。
另一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示,每年由外空再入地球大氣層的質(zhì)量約有40000噸,只有不足0.5%是人類產(chǎn)生的空間物體。
歷史上,確實(shí)有過航天器殘骸墜落在地面上,1979年美國“天空實(shí)驗(yàn)室1號(hào)”部分可控墜落,墜落位置與預(yù)測相差較大。原計(jì)劃降落在人口稀少的南非開普敦以南1300公里的海洋中,但碎片最終隕落至南印度洋海面和澳大利亞西部的沙漠地區(qū)。為此,澳大利亞還向美國開出了400美元的罰單。
邢強(qiáng)表示,航天器墜落地面是一個(gè)概率問題,在有條件的情況下最好選擇受控再入。“雖然說航天器再入過程中對(duì)人員傷害概率極小,但不建議采取這種辦法?!?/p>
釋疑3:如何準(zhǔn)確預(yù)測天宮一號(hào)再入時(shí)間與地點(diǎn)?——與太陽活動(dòng)有關(guān)聯(lián)
此次天宮一號(hào)再入前,載人航天工程辦公室多次預(yù)報(bào)再入時(shí)間,且預(yù)報(bào)結(jié)果較為準(zhǔn)確。
楊宇光介紹,無控航天器的隕落區(qū)域是不可控的,其隕落時(shí)間和區(qū)域范圍也難以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。即便知道無控航天器準(zhǔn)確重量,由于航天器姿態(tài)不受控,其迎風(fēng)面積大小也難以確定。所以,當(dāng)航天器的高度很低時(shí),大氣阻力的影響是最難估計(jì)的。
“目前各國均不具備準(zhǔn)確預(yù)測的能力,對(duì)于失控航天器而言,一般只有再入大氣層前的最后幾圈才能有相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)?!睏钣罟庹f,一般在最后2小時(shí)才能確定再入時(shí)間,并將再入?yún)^(qū)域確定在長度為12000千米的范圍內(nèi)?!疤炜諏?shí)驗(yàn)室1號(hào)”就是因?yàn)閷?duì)大氣密度的變化過于樂觀,導(dǎo)致其預(yù)報(bào)的在軌時(shí)間遠(yuǎn)低于實(shí)際在軌時(shí)間。
今天早晨,載人航天工程辦公室最后一次發(fā)布天宮一號(hào)5點(diǎn)時(shí)的軌道信息,并預(yù)計(jì)再入時(shí)間為4月2日8時(shí)49分(最早時(shí)間8時(shí)11分,最晚時(shí)間9時(shí)33分)。最終,天宮一號(hào)于8時(shí)15分左右再入,落入預(yù)測區(qū)間。
邢強(qiáng)表示,此次精確預(yù)測也拜太陽所賜。太陽活動(dòng)的活躍程度會(huì)影響航天器再入過程,從而影響預(yù)測精準(zhǔn)性。太陽活動(dòng)越活躍,大氣層高層密度就更高,航天器受到的再入阻力更大。而3月下旬,太陽活動(dòng)比較平穩(wěn),導(dǎo)致對(duì)天宮一號(hào)再入時(shí)間預(yù)測較為精準(zhǔn),沒有受到意外的太陽活動(dòng)影響。