中國「天宮一號」飛行器，預計將在復活節期間墜落地球某處

空間專家預測，中國「天宮一號」空間站將在復活節長周末的某個時候進入地球大氣層，變成一個壯觀的火球。

根據最新的預測，它將在3月30日至4月3日期間在某處進入地球大氣層並燃燒，具體時間可能在4月1日左右。但有人擔心這個公交車大小的航天器已經失控。失控意味著來自「天宮一號」進入大氣層後燃燒形成的火球的一些碎片可能會在地球赤道南、北緯43度之間的任何地方撞擊地球。

圖源：BBC

天宮一號殘骸可能墜落的區域，佔了赤道南北兩側各一大片水域。有人因此而感到憂心忡忡，但悉尼大學航空航天學院空間工程執行總監沃里克·霍姆斯（Warwick Holmes）說，你只有在極其不幸運的情況下才可能被「天宮一號」的碎片擊中。

他說，首先，世界上70％的面積被海洋覆蓋，澳大利亞的大部分地區人口稀少。「每個人都認為他們會被這個中國空間站擊中，我向你保證這不會發生。你今天穿過悉尼的一條馬路被汽車撞倒的可能性比被中國空間站擊中的可能性大得多。」但是你倒是有機會當它在天空中划過時向它揮手告別。

圖源：BBC

「天宮一號」是什麼？

「天宮一號」是中國載人航天工程辦公室（Chinese Manned Space Agency，英文縮寫CMSA）版的國際空間站。但與420噸的國際空間站相比，中國的第一個太空站還是輕量級的。

重8.5噸的「天宮一號」飛行器由兩個圓柱形艙室組成，包括容納機組人員的實驗艙和裝有兩個太陽能電池板，帶有推力發動機的服務艙。悉尼大學的空間工程師吳曉峰表示，中國的第一個太空站於2011年發射並完成了三項任務，一項為不載人的任務，另外兩項為載有人員的任務。

「最初的設計是兩年使用時間，但他們將實驗室的使用時間延長到2016年，」吳博士說。

2016年，中國載人航天工程辦公室告知聯合國該航天器已完成其使命。在「天宮一號」完成使命後不久，就有傳言說中國載人航天工程辦公室失去了對該航天器的控制。

「看來他們失去了與該空間站的通信聯繫，所以與「天宮一號」之間沒有數據鏈路。」吳博士說，該空間站原計劃於2017年9月脫離軌道，但這並未發生。如果沒有數據鏈路，地面的工程師就不能啟動發動機來控制飛行器著陸的位置。但是他補充說，還不清楚該飛行器的狀態。

天宮一號數年來的飛行高度 （Supplied: The Aerospace Corporation）

美國太空垃圾專家威廉·艾洛爾（William Ailor）說，目前還不清楚中國載人航天工程辦公室是否還具備在最後一刻啟動引擎的能力。

「我們知道，它墜落的時候不會將燃料耗盡，但是，如果他們無法與之溝通，那就沒辦法了，它會在任何它想要的地方墜落。」艾洛爾博士說，他是航空航天公司（Aerospace Corporation）的首席工程師。該公司是一家非營利智庫，為美國太空和防務機構提供諮詢。

有些地方比其他地方更容易被擊中嗎？

「天宮一號」在北緯43度和南緯43度之間的波形軌道上每隔一個半小時繞地球軌道飛行一次。這個區域北至波士頓，南至霍巴特。運行速度約為每秒七公里（相當於八分鐘內從悉尼飛至珀斯），但是它絕不會按這一軌跡飛行這麼長的時間。

起初是想要讓這個飛行器在紐西蘭和南美洲之間南太平洋的一個偏遠地區燒毀墜落，這個區域位於運行軌道的底部。這個位置被稱為「航天器墓地」，是美國、俄羅斯、歐洲和日本發射的大量航天器變成太空垃圾後的最後安息之地。但是，如果與該航天器失去通訊聯繫，航天器重新進入大氣層的地點就不確定得多。

天宮一號的飛行軌跡範圍（Supplied: Aerospace）

據航空航天公司和歐洲航天局稱，該區域的邊緣地區的風險稍微稍微高一點。艾洛爾博士說，其原因在於當飛行器在軌道上轉彎時，它們在這些地區飛行的時間比在赤道上空直接飛過停留的時間稍微長一些。但艾洛爾博士表示，在這一區域風險增加的可能性不大。

「這兩個緯度帶內的任何地方發生的可能性都是一樣的。」他說。

為什麼很難預測它的墜落地點？

該航天器每天沿軌道飛行16次，它每次沿軌道飛行所經地球表面區域都略微不同。與此同時，它正在慢慢降低高度。根據中國載人航天工程辦公室的說法，它目前在地球上空約224公里的高度飛行。當它靠近地球時，阻力會增加，並且隨著它失去能量而下降得更快。

世界各地的雷達站正在跟蹤這一準備降落地球的飛行器，航天工程師試圖預測當它進入大氣層後將處於哪個軌道上。

預計「天宮一號」將於3月30日至4月4日之間返回地球（Supplied: The Aerospace Corporation）

天宮一號」重返時會繞地球飛行兩圈，期間在其路徑上的某個點落地，但無法確定具體地點。即使有非常可靠的數據，大氣層也會產生不可預測的作用，影響到它在哪裡落地。例如，如果由於太陽活動或白天/夜晚溫度的變化導致大氣擴張，該飛行器可能會遇到更多的阻力。即使人們可以將「天宮一號」重返地球的時間範圍縮短到幾小時，仍然會有20分鐘的誤差。

我能看到「天宮一號」在哪裡嗎？

你可以在諸如Heavens Above[提供觀測人造衛星信息的網站]（只要選擇「天宮一號」Tiangong-1就行）或N2YO網站上從你所在特定的位置跟蹤航天器，這使你可以實時看到航天器的所在地點（只需從「最多人跟蹤」 most tracked的選項中選擇「天宮一號」）。

「天宮一號」在每周的每一天都會遠離或靠近澳大利亞的一部分地區（但由於每天的軌道路徑都有所不同，你只需要查看這些跟蹤網站上的日期和地點）。例如，目前Heavens Above上的預測顯示，該飛行器將於3月29日至4月2日窗口時間的傍晚時分飛越塔斯馬尼亞上空，飛越時間還不到一分鐘。

雖然在這幾天它不會直接飛越澳大利亞的任何其他地區，但在阿德萊德、堪培拉、墨爾本和悉尼的某些時間段里可以看到它出現在地平線上。如果你真的很幸運，你可以看到它變成火球。

「當它們進入[大氣層]並解體時，它就像一顆流星，但是小得多，所以真的是很美的景象。但最有可能的情況是沒有人看到它墜落，這挺令人傷感的，但在某種意義上也是好的。」艾洛爾博士說。

當航天器重返大氣層會發生什麼？

飛行器在地球上空120公里處進入大氣層，並從這裡開始往下降。到達地球上空大約70公里的時候，進入大氣層引發的熾烈熱量開始融化飛行器，飛行器開始解體。整個重返地球過程，從進入大氣層界面（entry interface）到碎片撞擊將持續大約15到20分鐘，」他說。

根據艾洛爾博士研究落入地球的空間碎片的經驗，火球燃燒後航天器還能剩餘大約10％至40％的凈質量落到地面。當飛行器在大氣中墜落時，它會像洋蔥一樣剝落。其中一些碎片會很輕，輕到它們幾乎會飄落到地面， 也許是像太陽能電池板那樣的東西。一些較重的碎片會飛行更長時間，它們會解體得更厲害。

YouTube: This is what happens when spacecraft re-enter the atmosphere Source:ESA

（航天器進入地球大氣層視頻，來源：ESA）

在「哥倫比亞」號太空梭失事事件中，有一些碎片在太空梭解體過程中保存了下來並撞擊地面。在航天器進入大氣層後，每一個掉落的碎片都會沿著自己獨立的軌跡飛行。重返早期可能不會受熱的內部部件甚至可以保持完好無損。因此，這些材料可能會散落在方圓640至800公里的區域，甚至更遠。

但是艾洛爾博士說，發動機中的肼等有毒物質基本不可能在火球燃燒後還能留下來。「我們從來沒有在任何東西里發現任何有害物質，」他指的是在他40年職業生涯中在陸地上尋獲的碎片。「一切都變得非常熱，幾乎到了熔點，所以把什麼東西都熔掉了。」

「天宮一號」不是唯一在返回地球時可能失控的飛行器。最大的失控飛行器是美國空間站「天空實驗室」（SkyLab），「天空實驗室」重77噸，於1979年在西澳州上空解體。

在太空探索的早期，俄羅斯和美國的飛行器也出現了幾次不受控制的著陸。從那時起，許多大型航天器都在受控制的情況下進入大氣層並返回地球。2001年3月23日，130噸重的俄羅斯「和平」號空間站（Mir）的碎片墜入位於南太平洋的航天器墓地。

霍爾姆斯先生說，在前一段時間裡，向國際空間站提供食物和燃料並攜帶廢料返回地球的載貨太空船墜落在該墓地。「這已經發生了六次，一個重達20噸的飛行器返回，甚至沒有人知道，因為它極其順利地在指揮下落入南太平洋，」他說。

在未來的某個時候，國際空間站將返回地球。吳博士說，美國宇航局三年前就開始計劃國際空間站的返回地球的問題。「國際空間站的大小大約是「天宮一號」的50倍，」他說。

來源：ABC

圖片：BBC

整理：陳曦