天宮一號目標飛行器將再入大氣層,會墜落到地面嗎?

李豔勤

根據近日中國載人航天辦公室發佈的權威消息,天宮一號完成全部任務,目前(3月30日)運行在平均高度約189.5公里的軌道上,預計北京時間2018年3月31日-4月2日再入大氣層燒燬。在這之前,關於天宮一號墜落可能造成重大災難的聲音不絕於耳,國外別有居心的媒體和國內的部分媒體都對天宮一號即將失控墜落的消息大加渲染,試圖造成一種人心惶惶的局面。

1、天宮一號威脅論如何而來?

201633日英國衛報首先發表了一篇文章《China's Tiangong-1 space station 'out of control' and will crash to Earth》將天宮一號可能墜向地球進行了不切實際的報道,從此之後,多家國外媒體都轉發並評論天宮一號墜落地區無法預測,可能會危機美國、日本、甚至中國的大城市,天宮一號裡的燃料很可能汙染墜落地區,極度誇大了天宮一號再入大氣層可能產生的危害。

2

、我國已多次公開反駁過天宮一號威脅論

2016322日載人航天辦公室正式宣佈天宮一號正式終止數據服務,功能失效(失效日期為2018316日),但是天宮一號軌道運行情況將嚴密監控

20175月中國向聯合國的照會中明確表明天宮一號平均軌道高度349千米,軌道衰減每天160米左右,預計將在201710月至2018

4月再入大氣層,經過計算,天宮一號絕大部分構件將燒燬,對航空活動和地面的影響非常低

20181月,航天五院的空間實驗室系統總師朱樅鵬闢謠我國一直在監控天宮一號,預計在今年上半年讓它墜落。其墜入大氣層後就會燒燬,剩餘殘骸將落入指定海域,不會危害地面

2018328日中國載人航天辦公室發佈的天宮一號軌道狀態平均軌道為202.3千米,預計北京時間201841

±1天再入大氣層。中國載人航天工程官方網站將每日發佈有關監測預報信息。


3、天宮一號到底能不能對地面產生威脅?


天宮一號長10.4米,質量8.5噸,論身材在航天器當中僅僅算是小個頭。相比國際空間站(ISS400噸,和平號空間站(Mir140噸、天空實驗室(skylab80噸來說差1~2個數量級,天宮一號也就是一輛校車的大小。

2001年和平號空間站再入大氣層燒燬,近140噸的和平號空間站僅有約12噸碎片未燃燒盡,墜落在南太平洋無人海域;1979年天空實驗室進入大氣層燒燬,在墜落過程未燃燒盡的碎片意外墜落在了澳大利亞納拉伯平原,並未造成人員傷亡,收集到的碎片也並不多,說明這樣大型的空間站絕大部分主體結構是能夠在墜落過程中燒蝕掉的。


在國際空間站建造時期,也燒燬了一大批貨運飛船,例如,空重10多噸的歐洲

ATV貨運飛船(發射5艘),空重10噸的日本HTV貨運飛船(發射6艘)在完成運送任務後都再入大氣層燒燬,論質量它們還要比我國天宮一號更大一些,也從來沒聽說過有媒體報道這些貨運飛船再入大氣層之後碎片傷及地面的新聞。


航天小生張偉

天宮一號墜入地球大氣層,會發生什麼?這張圖可以告訴你一個大概。



當它降到120公里高度時,再入大氣層的過程就將開始。最先脫落的應該是太陽能板。隨著再入地球大氣層,天宮一號的溫度會升高。這主要是因為它高速闖進了大氣層,快速壓縮了運行前方的空氣,而壓縮空氣溫度就會升高。隨著它降到一定的高度,這些熱量會把天宮一號加熱到開始發光的程度。隨後天宮一號會像火流星一樣發光,氣動壓力也會撕扯天宮一號,導致它逐步瓦解碎裂。


然而,會不會有東西掉落到地表,這個問題就很複雜了。簡單講,現在還不好確定。


天宮一號上有大量易碎的部件,最終都會完全燃盡。不過,哪些東西會留存下來,卻很難講。非常緻密而且高熔點的東西,往往會在再入大氣層時留存下來。不過,一些非常輕的東西也會留存下來,因為大氣阻力很快就減慢了它們的速度,它們根本就沒有機會燃燒起來。


在以往的類似事例中,空燃料罐是最常見的“倖存者”。不過,天宮一號的燃料罐裡應該還有剩餘燃料沒有用盡,這會讓燃料罐變得更沉,也更有可能會在空中燃盡。或許,剩餘燃料還會導致燃料罐爆炸,這是一件好事,會產生更多表面積更大的較小碎片,讓天宮一號更容易完全燃盡。


總結一下,天宮一號的大部分組件會在空中燃盡,也可能會有少量碎片落到地表,散落在長度超過2000公里的帶狀區域。不過,考慮到地表絕大部分是海洋,剩餘的陸地絕大部分也都人跡罕至,天宮一號的墜落砸到人的可能性非常非常低。


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