在太空飛行了6年半的天宮一號回來了。4月2日,它再次飛越祖國上空,經過了北京、上海、南京、廣州、香港……8時15分左右,它重新進入大氣層,化作無數碎片,在天空中留下了一道道流星,最後落入南太平洋中部區域。用這種方式,它跟鄉(xiang) 親(qin) 父老完成了永別,落葉歸根。
公元1076年的中秋節,宋代詩人蘇軾通宵歡飲,寫(xie) 下了《水調歌頭·明月幾時有》,詞中唱道:“明月幾時有,把酒問青天。
不知天上宮闕,今夕是何年……”2011年9月29日,中秋節過後不久,天宮一號這座印著五星紅旗的“宮闕”,轟轟烈烈地進入了太空,為(wei) 中國航天史留下了濃墨重彩的篇章。
中國航天員的首個(ge) “太空之家”
中國載人航天工程航天員係統副總設計師黃偉(wei) 芬說:“天宮一號是航天員的‘太空之家’,在那裏航天人創造了諸多首次——首次手控交會(hui) 對接、女航天員首飛、首次太空授課等。神舟九號、十號任務航天員在天宮一號裏度過了難忘的太空時光。”
2011年11月1日,神舟八號飛船升空,兩(liang) 天後與(yu) 天宮一號完成了“太空之吻”。組合體(ti) 運行12天後,兩(liang) 者分離並再次對接,標誌著我國成功掌握了空間交會(hui) 對接及組合體(ti) 運行等一係列載人航天關(guan) 鍵技術。
2012年6月18日,神舟九號飛船與(yu) 天宮一號對接成功,航天員景海鵬、劉旺、劉洋進入天宮一號,成為(wei) 了這個(ge) “太空之家”的第一批主人。他們(men) 在天宮一號裏駐留了10天,圓滿完成了手控交會(hui) 對接等近30項在軌實驗試驗任務。其中,劉旺以在地麵接受的近1500次訓練為(wei) 基礎,在太空打出了完美“十環”,以極高精度圓滿完成了我國首次手控交會(hui) 對接任務。
一年後,神舟十號出發了。2013年6月13日,神舟十號任務乘組聶海勝、張曉光、王亞(ya) 平進入天宮一號。他們(men) 在裏麵工作了12天,完成了30多項在軌實驗試驗任務。6月20日,王亞(ya) 平在天宮一號裏,向全國8萬(wan) 餘(yu) 所中學6000多萬(wan) 名師生直播了一場太空科普。這次太空授課不僅(jin) 拉近了航天和公眾(zhong) 的距離,表現了中國航天的自信、開放,也在廣大青少年心中播下了追尋夢想的種子,成為(wei) 科技與(yu) 教育有機結合的一次成功典範。6月25日早上,三名航天員仔細地查看了天宮一號每一個(ge) 角落。最後離開的指令長聶海勝在完成狀態確認後,與(yu) 已經進入飛船軌道艙的張曉光、王亞(ya) 平一起,向天宮一號敬禮告別。
在軌運行期間,天宮一號幫助我國突破和掌握了空間交會(hui) 對接技術、組合體(ti) 控製技術;驗證了在軌中長期飛行的生命保障技術,完成了多項航天醫學實驗;開展空間環境探測、地球環境監測,提供應用數據服務……2016年3月16日,它正式終止數據服務,全麵完成使命,進入軌道衰減期。
預測“天宮”歸期是門技術活
在近地軌道運行的大型航天器,使命結束後會(hui) 受地球大氣環境阻力影響而離軌衰降。在軌道高度250公裏以上時,軌道大氣屬於(yu) 自由分子流,航天器姿態相對穩定,軌道衰減率約為(wei) 平均每天百米量級;當軌道介於(yu) 250公裏至100公裏之間時,大氣處於(yu) 自由分子流向熱成層稀薄流過渡的區域,密度顯著增強,氣動阻力迅速增加,軌道衰減會(hui) 加速;當軌道高度降至100公裏以下,航天器再入稠密大氣層,受氣動力和力矩急劇增加影響,其將解體(ti) 並燒蝕。
天宮一號的歸期一直備受關(guan) 注。近一年多,中國載人航天工程官網持續定期發布其軌道狀態,全球多家機構也在跟蹤天宮一號的動態,預測它何時再入大氣層。然而,這種預測實在是門技術活,變數多,難度大。直至今年3月上旬,各機構預測的再入時間跨度仍達半個(ge) 月左右。
航天專(zhuan) 家、中國航天科工集團二院研究員楊宇光向科技日報記者介紹,按現在的技術,通常隻能在最後2小時才能確定空間物體(ti) 的再入時間,主要原因是高層大氣阻力的影響難以估計。他說,高層大氣的密度會(hui) 受多種因素影響,例如不同高度、經緯度,不同季節乃至一天中的不同時段,大氣密度都會(hui) 變化。這些變化尚有規律可循,如果出現劇烈太陽活動,會(hui) 造成高層大氣密度成倍增加,有時甚至能增長上百倍。
歐空局太空殘骸辦公室4月1日宣稱,天宮一號墜落時間可能在4月2日7點30分7小時。據中國載人航天工程辦公室4月2日發布,2日6時20分,天宮一號運行在平均高度約132.75公裏的軌道上(近地點高度約130.9公裏、遠地點高度約134.6公裏、傾(qing) 角約42.7度),預計再入時間為(wei) 4月2日8時42分(最早時間8時24分,最晚時間9時01分),再入區域中心點位於(yu) 西經40.4度,南緯27.4度。
怕被砸到?概率是被雷劈的億(yi) 分之一
對於(yu) 天宮一號的告別,有人傷(shang) 感,也有人擔心。近年來,不斷有外媒稱天宮一號會(hui) 對地麵環境及安全造成威脅。
記者了解到,中國駐聯合國(維也納)代表團數次在致秘書(shu) 長的普通照會(hui) 中提及天宮一號。在2018年3月26日的照會(hui) 中稱,經進一步計算複核,天宮一號在再入過程中絕大部分結構部件將燒蝕銷毀,對航空活動和地麵人員、設施造成危害的概率極低。
哈佛大學天文學家喬(qiao) 納森·麥克道爾估計,天宮一號隻有100至200千克的殘骸會(hui) 落到陸地或海洋。更有專(zhuan) 家認為(wei) ,天宮一號僅(jin) 重8.5噸,且沒有熱防護設計,基本會(hui) 在大氣層中燒蝕殆盡。
實際上,人類曆年所有的載人航天任務,都伴隨著飛船殘骸的返回。比如我國神舟飛船和俄羅斯聯盟飛船均由推進艙、服務艙、返回艙等構成,隻有經過特殊保護的返回艙能安全著陸,其它部分都會(hui) 在空中焚毀。而俄羅斯進步號、中國天舟號等貨運飛船,也都會(hui) 整體(ti) 返回大氣焚毀。例如每年國際空間站任務都會(hui) 焚毀大約4艘重達7噸的進步號;我國的天舟一號返回重量與(yu) 天宮一號接近,已經在2017年9月22日返回地球並完全焚毀;歐洲曾經的ATV貨運飛船重達10噸,在總共5次任務中全部焚毀在大氣中,日本6艘重10噸的HTV貨運飛船也是如此。
即使是質量更大的航天器返回,也沒有出現過碎片擊中人類的記錄。從(cong) 1971年到1991年,蘇聯7個(ge) 重達18.5至19.8噸的禮炮係列空間站先後返回地球,都成功焚毀在大氣中;1979年,美國重達77.1噸的天空實驗室再入大氣,事後僅(jin) 在地表發現了幾十個(ge) 碎片。2001年,俄羅斯重達129.7噸的和平號空間站,在一艘貨運飛船輔助下墜落於(yu) 南太平洋,雖然應該有碎片,但至今未被發現。從(cong) 20世紀60年代到現在,大約有15000噸以上的人造航天器殘骸落回地球。英國廣播公司4月1日稱,天宮一號在史上失控墜落物體(ti) 中重量排名約第50位。
最驚險的記錄發生在1997年,一塊落入地球的美國火箭第二級碎片,與(yu) 一位名叫洛蒂
·威廉姆斯的美國人擦肩而過。
鑒於(yu) 地球表麵70%是海洋,航天器殘餘(yu) 碎片落向人口密集地區的概率極低,擊中人類的概率更是微乎其微。有專(zhuan) 家計算,這一概率低於(yu) 萬(wan) 億(yi) 分之一,比中美國威力球彩票大獎的幾率還要小百萬(wan) 倍。有數據顯示,每小時有2萬(wan) 顆隕石的流星雨爆發時,普通人被砸到的概率是7億(yi) 分之一;人一生中被雷劈的概率更是高達1.2萬(wan) 分之一。悉尼大學航空航天學院空間工程執行總監霍姆斯更是表示:“你今天穿過悉尼一條馬路被汽車撞倒的可能性,比被天宮一號擊中的可能性大得多。”
相比之下,航天器再入這種事,真的沒必要擔憂。
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