空间专家预测，中国“天宫一号”空间站将在复活节长周末的某个时候进入地球大气层，变成一个壮观的火球。
根据最新的预测，它将在3月30日至4月3日期间在某处进入地球大气层并燃烧，具体时间可能在4月1日左右。但有人担心这个公交车大小的航天器已经失控。失控意味着来自“天宫一号”进入大气层后燃烧形成的火球的一些碎片可能会在地球赤道南、北纬43度之间的任何地方撞击地球。
图源：BBC
天宫一号残骸可能坠落的区域，占了赤道南北两侧各一大片水域。有人因此而感到忧心忡忡，但悉尼大学航空航天学院空间工程执行总监沃里克·霍姆斯（Warwick Holmes）说，你只有在极其不幸运的情况下才可能被“天宫一号”的碎片击中。
他说，首先，世界上70％的面积被海洋覆盖，澳大利亚的大部分地区人口稀少。“每个人都认为他们会被这个中国空间站击中，我向你保证这不会发生。你今天穿过悉尼的一条马路被汽车撞倒的可能性比被中国空间站击中的可能性大得多。”但是你倒是有机会当它在天空中划过时向它挥手告别。
图源：BBC
“天宫一号”是什么？
“天宫一号”是中国载人航天工程办公室（Chinese Manned Space Agency，英文缩写CMSA）版的国际空间站。但与420吨的国际空间站相比，中国的第一个太空站还是轻量级的。
重8.5吨的“天宫一号”飞行器由两个圆柱形舱室组成，包括容纳机组人员的实验舱和装有两个太阳能电池板，带有推力发动机的服务舱。悉尼大学的空间工程师吴晓峰表示，中国的第一个太空站于2011年发射并完成了三项任务，一项为不载人的任务，另外两项为载有人员的任务。
“最初的设计是两年使用时间，但他们将实验室的使用时间延长到2016年，”吴博士说。
2016年，中国载人航天工程办公室告知联合国该航天器已完成其使命。在“天宫一号”完成使命后不久，就有传言说中国载人航天工程办公室失去了对该航天器的控制。
“看来他们失去了与该空间站的通信联系，所以与“天宫一号”之间没有数据链路。”吴博士说，该空间站原计划于2017年9月脱离轨道，但这并未发生。如果没有数据链路，地面的工程师就不能启动发动机来控制飞行器着陆的位置。但是他补充说，还不清楚该飞行器的状态。
天宫一号数年来的飞行高度 （Supplied: The Aerospace Corporation）
美国太空垃圾专家威廉·艾洛尔（William Ailor）说，目前还不清楚中国载人航天工程办公室是否还具备在最后一刻启动引擎的能力。
“我们知道，它坠落的时候不会将燃料耗尽，但是，如果他们无法与之沟通，那就没办法了，它会在任何它想要的地方坠落。”艾洛尔博士说，他是航空航天公司（Aerospace Corporation）的首席工程师。该公司是一家非营利智库，为美国太空和防务机构提供咨询。
有些地方比其他地方更容易被击中吗？
“天宫一号”在北纬43度和南纬43度之间的波形轨道上每隔一个半小时绕地球轨道飞行一次。这个区域北至波士顿，南至霍巴特。运行速度约为每秒七公里（相当于八分钟内从悉尼飞至珀斯），但是它绝不会按这一轨迹飞行这么长的时间。
起初是想要让这个飞行器在新西兰和南美洲之间南太平洋的一个偏远地区烧毁坠落，这个区域位于运行轨道的底部。这个位置被称为“航天器墓地”，是美国、俄罗斯、欧洲和日本发射的大量航天器变成太空垃圾后的最后安息之地。但是，如果与该航天器失去通讯联系，航天器重新进入大气层的地点就不确定得多。
天宫一号的飞行轨迹范围（Supplied: Aerospace）
据航空航天公司和欧洲航天局称，该区域的边缘地区的风险稍微稍微高一点。艾洛尔博士说，其原因在于当飞行器在轨道上转弯时，它们在这些地区飞行的时间比在赤道上空直接飞过停留的时间稍微长一些。但艾洛尔博士表示，在这一区域风险增加的可能性不大。
“这两个纬度带内的任何地方发生的可能性都是一样的。”他说。
为什么很难预测它的坠落地点？
该航天器每天沿轨道飞行16次，它每次沿轨道飞行所经地球表面区域都略微不同。与此同时，它正在慢慢降低高度。根据中国载人航天工程办公室的说法，它目前在地球上空约224公里的高度飞行。当它靠近地球时，阻力会增加，并且随着它失去能量而下降得更快。
世界各地的雷达站正在跟踪这一准备降落地球的飞行器，航天工程师试图预测当它进入大气层后将处于哪个轨道上。
预计“天宫一号”将于3月30日至4月4日之间返回地球（Supplied: The Aerospace Corporation）
天宫一号”重返时会绕地球飞行两圈，期间在其路径上的某个点落地，但无法确定具体地点。即使有非常可靠的数据，大气层也会产生不可预测的作用，影响到它在哪里落地。例如，如果由于太阳活动或白天/夜晚温度的变化导致大气扩张，该飞行器可能会遇到更多的阻力。即使人们可以将“天宫一号”重返地球的时间范围缩短到几小时，仍然会有20分钟的误差。
我能看到“天宫一号”在哪里吗？
你可以在诸如Heavens Above[提供观测人造卫星信息的网站]（只要选择“天宫一号”Tiangong-1就行）或N2YO网站上从你所在特定的位置跟踪航天器，这使你可以实时看到航天器的所在地点（只需从“最多人跟踪” most tracked的选项中选择“天宫一号”）。
“天宫一号”在每周的每一天都会远离或靠近澳大利亚的一部分地区（但由于每天的轨道路径都有所不同，你只需要查看这些跟踪网站上的日期和地点）。例如，目前Heavens Above上的预测显示，该飞行器将于3月29日至4月2日窗口时间的傍晚时分飞越塔斯马尼亚上空，飞越时间还不到一分钟。
虽然在这几天它不会直接飞越澳大利亚的任何其他地区，但在阿德莱德、堪培拉、墨尔本和悉尼的某些时间段里可以看到它出现在地平线上。如果你真的很幸运，你可以看到它变成火球。
“当它们进入[大气层]并解体时，它就像一颗流星，但是小得多，所以真的是很美的景象。但最有可能的情况是没有人看到它坠落，这挺令人伤感的，但在某种意义上也是好的。”艾洛尔博士说。
当航天器重返大气层会发生什么？
飞行器在地球上空120公里处进入大气层，并从这里开始往下降。到达地球上空大约70公里的时候，进入大气层引发的炽烈热量开始融化飞行器，飞行器开始解体。整个重返地球过程，从进入大气层界面（entry interface）到碎片撞击将持续大约15到20分钟，”他说。
根据艾洛尔博士研究落入地球的空间碎片的经验，火球燃烧后航天器还能剩余大约10％至40％的净质量落到地面。当飞行器在大气中坠落时，它会像洋葱一样剥落。其中一些碎片会很轻，轻到它们几乎会飘落到地面， 也许是像太阳能电池板那样的东西。一些较重的碎片会飞行更长时间，它们会解体得更厉害。
YouTube: This is what happens when spacecraft re-enter the atmosphere Source:ESA
（航天器进入地球大气层视频，来源：ESA）
在“哥伦比亚”号航天飞机失事事件中，有一些碎片在航天飞机解体过程中保存了下来并撞击地面。在航天器进入大气层后，每一个掉落的碎片都会沿着自己独立的轨迹飞行。重返早期可能不会受热的内部部件甚至可以保持完好无损。因此，这些材料可能会散落在方圆640至800公里的区域，甚至更远。
但是艾洛尔博士说，发动机中的肼等有毒物质基本不可能在火球燃烧后还能留下来。“我们从来没有在任何东西里发现任何有害物质，”他指的是在他40年职业生涯中在陆地上寻获的碎片。“一切都变得非常热，几乎到了熔点，所以把什么东西都熔掉了。”
“天宫一号”不是唯一在返回地球时可能失控的飞行器。最大的失控飞行器是美国空间站“天空实验室”（SkyLab），“天空实验室”重77吨，于1979年在西澳州上空解体。
在太空探索的早期，俄罗斯和美国的飞行器也出现了几次不受控制的着陆。从那时起，许多大型航天器都在受控制的情况下进入大气层并返回地球。2001年3月23日，130吨重的俄罗斯“和平”号空间站（Mir）的碎片坠入位于南太平洋的航天器墓地。
霍尔姆斯先生说，在前一段时间里，向国际空间站提供食物和燃料并携带废料返回地球的载货太空船坠落在该墓地。“这已经发生了六次，一个重达20吨的飞行器返回，甚至没有人知道，因为它极其顺利地在指挥下落入南太平洋，”他说。
在未来的某个时候，国际空间站将返回地球。吴博士说，美国宇航局三年前就开始计划国际空间站的返回地球的问题。“国际空间站的大小大约是“天宫一号”的50倍，”他说。
来源：ABC
图片：BBC
整理：陈曦
This post was last modified on 2018年3月28日 15:31
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