本報(bào)特約記者 張亦馳 本報(bào)記者 馬俊
中載人航天工程官方網(wǎng)站4月2日發(fā)布公告:北京航天飛行控制中心和有關(guān)機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)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(guò)程中燒蝕銷(xiāo)毀。很多人注意到一個(gè)頗有意思的問(wèn)題:天宮一號(hào)的再入點(diǎn)與全球航天機(jī)構(gòu)之前的預(yù)測(cè)都相去甚遠(yuǎn),它似乎和科學(xué)家們開(kāi)了個(gè)大玩笑。為什么預(yù)測(cè)的誤差會(huì)這么大呢?
誰(shuí)都沒(méi)能預(yù)測(cè)準(zhǔn)
在宣布天宮一號(hào)重返大氣層前,載人航天工程官網(wǎng)就天宮一號(hào)的狀態(tài)、再入時(shí)間和地點(diǎn)發(fā)布過(guò)兩次公告。第一次公告顯示,4月2日5時(shí),天宮一號(hào)運(yùn)行在平均高度約138.8公里的軌道上,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),再入?yún)^(qū)域中心點(diǎn)位于西經(jīng)19.4度,南緯10.2度。這個(gè)范圍位于南大西洋,在英屬亞松森島西南方海域。約一小時(shí)后,第二次預(yù)測(cè)進(jìn)行了修正,預(yù)計(jì)再入時(shí)間為4月2日8時(shí)42分(最早時(shí)間8時(shí)24分,最晚時(shí)間9時(shí)01分),再入?yún)^(qū)域中心點(diǎn)位于西經(jīng)40.4度,南緯27.4度。這個(gè)經(jīng)緯度仍然位于南大西洋,靠近巴西的西南方海岸。然而結(jié)果顯示,這兩次預(yù)測(cè)的地點(diǎn)距天宮一號(hào)最終再入的南太平洋有相當(dāng)大的距離,甚至第一次預(yù)測(cè)的結(jié)果還更為準(zhǔn)確。
國(guó)外航天機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)更是“離題萬(wàn)里”。歐洲航天局3月31日的預(yù)測(cè)認(rèn)為,天宮一號(hào)再入時(shí)間是美國(guó)東部時(shí)間4月1日下午7時(shí)25分左右(北京時(shí)間4月2日晨),再入位置位于北緯43度到南緯43度的“任意地點(diǎn)”,很有可能在西南歐上空。北美防空司令部表示,“天宮一號(hào)”預(yù)估會(huì)于4月1日上午墜落,大概位置為北緯33.8度、東經(jīng)115.8度,這里正好是安徽省與河南省的交界處。美國(guó)空軍第18航天控制聯(lián)隊(duì)預(yù)測(cè),天宮一號(hào)將在美國(guó)東部時(shí)間4月1日晚8時(shí)49分左右在大西洋重返大氣層。韓國(guó)科技信息部此前則警告稱(chēng),天宮一號(hào)最快將于4月2日上午再入大氣層,地點(diǎn)可能是南大西洋。
天宮一號(hào)重返后,美國(guó)太空司令部發(fā)布消息稱(chēng),天宮一號(hào)在北京時(shí)間4月2日8時(shí)16分于太平洋上方重返大氣層,范圍大致與先前外界預(yù)測(cè)的“北緯43度和南緯43度之間”相符,確認(rèn)沒(méi)有大型殘骸。美國(guó)聯(lián)合太空作戰(zhàn)中心稱(chēng),天宮一號(hào)墜落于智利附近的南太平洋海域(東經(jīng)195.7度,南緯13.6度)。
多種因素影響重返位置
一名相關(guān)領(lǐng)域?qū)<?日告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者,像空間站這樣的大型航天器自由再入大氣層時(shí),落點(diǎn)預(yù)測(cè)是一個(gè)世界性難題。它在這個(gè)過(guò)程中會(huì)受到很多因素的影響,包括大氣密度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、太陽(yáng)黑子活動(dòng)、風(fēng)向、航天器形狀和進(jìn)入時(shí)的角度等。例如大氣層密度在不同的高度是不斷變化的,而且有時(shí)候變化非常大。此外,航天器在墜落過(guò)程中的姿態(tài)是頭向前還是尾向前,或者太陽(yáng)電池翼是否展開(kāi)等,隨機(jī)性比較大,對(duì)航天器落點(diǎn)的影響也很大。
對(duì)天宮一號(hào)再入大氣層范圍的預(yù)測(cè)失誤,其實(shí)只是科學(xué)家再次被這道難題“絆倒”。1979年7月11日,美國(guó)空間站“天空實(shí)驗(yàn)室”墜地時(shí),原來(lái)預(yù)計(jì)墜至非洲,實(shí)際卻落到澳大利亞。2012年1月15日俄羅斯“火衛(wèi)一-土壤”探測(cè)器墜落前,俄羅斯和美國(guó)曾先后預(yù)報(bào)它將墜入印度洋和大西洋,但最后掉到太平洋智利海岸附近。
在天宮一號(hào)即將重返大氣層之前,各航天機(jī)構(gòu)仍在不斷修改可能的重返時(shí)間和地點(diǎn)。據(jù)美國(guó)“太空”網(wǎng)站報(bào)道,美國(guó)航天研究公司預(yù)測(cè),天宮一號(hào)可能落在非洲附近,稍后又改為落入太平洋。該公司高級(jí)技術(shù)人員安得烈·亞伯拉罕承認(rèn),對(duì)這些預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)缺乏信心,因?yàn)楹教炱髦胤荡髿鈱拥臅r(shí)間和地點(diǎn),取決于隨時(shí)在變化的太陽(yáng)黑子活動(dòng)強(qiáng)度和航天器翻滾情況。歐洲航天局則表示,高能粒子流將使得高層大氣密度增加,這也會(huì)引起天宮一號(hào)再入點(diǎn)的變化。
也有人質(zhì)疑,同樣是再入大氣層的航天器,為何洲際彈道導(dǎo)彈的軌跡預(yù)測(cè)就靠譜得多,以至于可以用反導(dǎo)系統(tǒng)精準(zhǔn)攔截?實(shí)際上,洲際導(dǎo)彈通常有較大的再入角和彈道彎度,以及規(guī)則的彈頭形狀。而天宮一號(hào)的外形不規(guī)則,還會(huì)發(fā)生翻滾,并隨著與空氣的不斷摩擦,軌道飛行高度逐漸降低,這些靠現(xiàn)有的軟件是很難精確模擬的。
打撈天宮一號(hào),有必要嗎?
天宮一號(hào)發(fā)射質(zhì)量約8.5噸,和一輛校車(chē)的個(gè)頭相當(dāng)。當(dāng)它在大氣層中高速飛行時(shí),絕大部分都會(huì)被燒蝕銷(xiāo)毀,最終只有少量碎片落入地球表面。按照美國(guó)“太空”網(wǎng)站的分析,天宮一號(hào)從再入到碎片落地的過(guò)程中,殘骸可能會(huì)分布在縱向2000公里、橫向數(shù)十公里的區(qū)域內(nèi)。不少網(wǎng)友也擔(dān)心,天宮一號(hào)的碎片是否可能被其他國(guó)家打撈起來(lái),以供研究和評(píng)估呢?
接受采訪的專(zhuān)家表示,天宮一號(hào)是中國(guó)的第一個(gè)空間目標(biāo)飛行器,主要用于驗(yàn)證空間站相關(guān)技術(shù)。從技術(shù)上看,它和目前在軌的國(guó)際空間站仍然有差距。另外,天宮一號(hào)內(nèi)部大量有價(jià)值的設(shè)備都被燒毀,剩下的主要是熔點(diǎn)高的材料和零部件,研究?jī)r(jià)值不大。
當(dāng)然,若是那些有心的國(guó)家,也能通過(guò)航天器的建造材料等,分析出中國(guó)建造天宮一號(hào)時(shí)的技術(shù)水平,從而推算出中國(guó)當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)展。但尋找這些碎片非常困難,尤其是那些掉落海中的碎片,技術(shù)上的打撈難度非常大。之前對(duì)于這類(lèi)航天器的碎片,罕見(jiàn)有打撈的報(bào)道。蘇聯(lián)和平號(hào)空間站當(dāng)年墜落地球后,曾有糖果公司宣稱(chēng),愿意用同等重量的糖果交換打撈的碎片,結(jié)果一顆糖果也沒(méi)有送出去?!?/p>