從「天宮一號」談談隕落,以及其它
//鴿了足足三個月,簡直理直氣壯,爽的一批
//另,專欄關注數破千,可喜可賀可喜可賀(#滑稽)
最近這一段時間被「天宮一號」刷屏,覺得有必要寫點什麼。
首先要指出的是,位於LEO(低地球軌道)上的航天器,由於大氣因素的影響,其勢必是要墜回地球上的,這只是時間問題。
其次需要說明的是,由於范-艾倫輻射帶的客觀存在(其內環下限高度大約為500km),長期駐留人員的航天器也基本上在約350至450km的軌道高度上運行。這也意味著,如果不進行定期軌道維持的話,這個航天器會在幾年/十幾年之內隕落到地面上。
當然我們也知道,國際空間站是可控的,而我們的天宮一號早在2016年3月21日,就正式終止了數據服務(應該就是沒搶救過來,然後找個台階下)。「天宮一號」跟我國的很多航天器一樣都是屬於「既然玩了就要玩到壞為止」的。但這次是低地球軌道,不是「嫦娥二號」(它甚至飛掠了小行星)的「丟了就丟了」逃逸軌道。所以挨罵也是很正常的——作為一個能精準回收載人航天器的返回艙的國家,居然在這上面玩脫了。然而現在再噴也遲了,該噴的早就噴完了,該擦屁股的擦屁股,就這樣。
不過從尺寸上來看,「天宮一號」顯然不是最大的,就算加上了「不可控」的要素,1973年發射天空實驗室的土星五號,它的二子級(S-II,高24.9m,直徑10m,空重36噸)在天上飛了兩年,最後掉到大西洋,地上也是馬照跑舞照跳,基本上就沒什麼需要擔憂的。一輛中巴車從太空掉到地上,除了一路火花加閃電,燒地稀碎以外,也沒有什麼值得大驚小怪的。
最後再轉回來。
很多人喜歡拿「和平號」空間站(Mir)說事兒,這確實是很有意義。因為它直接給了一個範本——可以稱得上是教科書般的隕落。
在再入大氣層當天,「和平號」經歷了兩次降軌操作,將原來的220km圓軌降低成為165km x 200km的橢圓軌,最後再降軌一次送進卡門線(100km)。一般的,只要航天器進入了卡門線,就基本上意味著馬上隕落了。事實也如此,UTC 5:44穿過卡門線,UTC 6:00就掉海裡頭去了,整個過程就一刻鐘。
但是這件事情放在「天宮一號」上就很難辦。
我們可以看到的是,和平號實際上在最後時刻的軌道已經是確定了的。而「天宮一號」失去了控制,無法規劃軌道,只能在大氣中慢慢下降。而高層大氣第一阻力較小(飛行時間長),第二擾動很大(降軌速度不定),這也就意味著計算誤差很大,預測難度很高。即便強如美國,也只能給出一個時間範圍。
但這個時間範圍就體現出什麼叫「差之毫厘謬以千里」。我們都知道,地球的第一宇宙速度為7.9km/s,繞地球一圈就只需要84分鐘。這也就意味著,航天器除非進入了快速隕落階段,想要預測其落點,還是很困難的。
也就是說,現在(2018-04-01晚間),所謂「言之鑿鑿」的落點,都只是「可能」。
但縱觀「天宮一號」的歷程,我們可以看到的是,「天宮一號」成功超額完成了任務,我國的載人航天步伐正在加快——原計劃的「天宮三號」任務取消,「天宮二號」之後,我國將直接開展「天宮」空間站的建設。
而由「天宮一號」帶來的經驗教訓,也將成為我國航天事業的寶貴財富。
總的來說,這是好事。
============更新於2018-04-02============
「天宮一號」最終隕落於南太平洋。
===============更新完畢===============
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