中国首个空间站天宫一号很快将在地球上空爆炸,化作一阵炽热的碎片雨。
非营利研究机构航空航天公司已发布其最新预测,预估这艘废弃航天器的命运。天宫一号可能在4月初重返地球大气层,时间前后相差一周——这意味着这艘失效航天器最早可能在3月下旬坠落。
它重返大气层时,以超过每小时15,000英里的速度穿行于空气中,产生的极端高温和压力将摧毁这艘重8.5吨的飞行器。不过,并非所有东西都会消失。
航空航天工程师比尔·艾勒专门研究大气层再入。他表示,舱内遗留的设备和硬件很可能完好无损地抵达地面。这种耐久性得益于天宫一号洋葱般层层包裹的防护材料。
“空间站的特点是里面通常装有东西,”在航空航天公司工作的艾勒此前告诉《商业内幕》。“所以,基本上,高温只会剥掉这些不同的外层。”
“如果有足够多的层,在某个物体脱落之前,大部分能量就已经消耗掉了。它不会变得很热,最终会落到地面上。”
他举例说,2003年美国国家航空航天局(NASA)的哥伦比亚号航天飞机在美国上空解体后,调查人员找回了一台仍能运作的飞行计算机;这一遗物最终帮助解释了这起致命事故的发生原因。
预测天宫一号坠回地球
天宫一号是一座设有两个舱室、供两名航天员使用的空间站。其容积为15立方米,约为国际空间站容积的1/60(国际空间站的长度大约相当于一个足球场)。
尽管中国于2016年以天宫二号接替天宫一号,航天领域专家仍称其为中国航天计划的一项重大成就,因为它为中国在轨建立永久存在开辟了先路。
“它先后与神舟八号、神舟九号和神舟十号飞船进行了六次交会对接,完成了所有既定任务,为中国载人航天活动作出了重要贡献。”中国5月提交的一份备忘录向联合国外层空间和平利用委员会作出了上述说明。
在备忘录中,中国表示,天宫一号于与航天器失去联系,时间是2016年3月16日;此前它“圆满完成了自己的历史使命”。
备忘录称,截至2017年5月,天宫一号在距地球约218英里的轨道上飞行,每天下降约525英尺。航空航天公司于2018年2月27日发布的最新数据显示,此后其轨道高度已骤降至近155英里。
“对于这类飞行器来说,使其坠落的是大气阻力,”艾勒说。“预测之所以存在很大不确定性,很大程度上是因为结果取决于太阳活动。”
太阳可能会引发太阳风暴和太阳耀斑——即X射线和紫外线的爆发——这些现象会加热地球外层大气,使空气膨胀并上升。这会迫使天宫一号这类低轨物体穿过密度更大的气体。
“这会略微增加作用在这些物体上的力,从而使它们坠落,”艾勒说。
对太阳活动与天宫一号轨道速度、方向和高度等因素的综合影响进行分析后,航空航天公司得以给出最新估计:天宫一号将在4月初脱离轨道。
不过,在这一关键时刻到来之前,公司会根据太空环境的变化不断修正估计。
中国空间站解体时会发生什么
天宫一号很可能坠入海洋,因为地球表面约71%被水覆盖。不过,它解体时,仍有相当大的可能会有碎片落到陆地上,散布范围呈狭长的椭圆形。
艾勒说:“这类飞行器的整个碎片散布范围可能长达约1,000英里。”较重的碎片会落在前方,较轻的残骸则落在后方。
如果有人有幸从飞机上目睹天宫一号在大气层中解体,景象可能类似于欧洲航天局重14吨的自动转移飞行器解体。
自动转移飞行器(ATV)是一种一次性航天器,过去曾用于为国际空间站补给。航天员和宇航员卸下补给物资后,飞行器便装满垃圾,被送回地球。
被问及天宫一号是否会威胁NASA正在执行的任务时,该航天机构告诉《商业内幕》,它“实际上不会追踪任何碎片”。
艾勒表示,中国空间站的碎片“极不可能”击中地球上的任何人或物体。
根据航空航天公司网站的信息,这种概率比赢得强力球头奖的概率小约100万倍。”
“这并非不可能,但自太空时代开启以来……据我们所知,只有一名俄克拉荷马州女子的肩膀被太空碎片擦到过,”他说。
不过,如果一大块钛、一台计算机或其他碎片砸穿屋顶或挡风玻璃,国际空间法规定受害者可获得赔偿。
“如果有人因此受伤或财产受损,责任在中国,”NASA代表说。


