-
太空精釀:為什么沒有任何人能準(zhǔn)確預(yù)測天宮一號的落點(diǎn)?
關(guān)鍵字: 天宮一號失控天宮一號墜毀天宮一號辟謠中國航天科技太空垃圾此前,距離天宮一號重返大氣越來越近,各種關(guān)于它可能威脅/落點(diǎn)的預(yù)測也是謠言不斷,筆者甚至在2天前見到過一個(gè)落點(diǎn)在河南和安徽兩省交界某縣的媒體報(bào)道……這是典型的造謠生事。
而實(shí)際上,真正在跟蹤NASA/歐空局/北美彈道導(dǎo)彈防御司令部等研究機(jī)構(gòu)的朋友們發(fā)現(xiàn),這些專業(yè)機(jī)構(gòu)每天的預(yù)測都在不斷改變。
也就是說,他們也說不準(zhǔn)。
謠言止于智者,我們不妨好好分析下為什么全世界沒有任何一個(gè)研究機(jī)構(gòu)能夠準(zhǔn)確預(yù)測。
圖片來源:新華社
航天器一旦入軌,需要受到各種作用力的影響,大體上可以分為兩種。
1、引力相關(guān)
a. 太陽引力:太陽占據(jù)了太陽系99.9%的質(zhì)量,萬有引力定律,它對航天器會有影響;
b. 月球引力:同理;
c. 其他星球引力:有時(shí)還要考慮距離我們最近的金星,和巨大的木星引力;
d. 地球引力:由于地球距離航天器最近,這個(gè)引力已經(jīng)不能用質(zhì)點(diǎn)來取代,且隨著航天器距離地球越近就會變得更強(qiáng)。因此,喜馬拉雅山和撒哈拉沙漠對航天器的吸引作用完全不同。因此我們需要用非常復(fù)雜的地球重力場模型來形容,把地球劃成一個(gè)N*N的大蛋糕,每一塊引力不同。航天器飛行過程中受到的吸引力復(fù)雜程度可想而知。
e. 潮汐引力:在月球的作用下,海洋在運(yùn)動,地殼也在運(yùn)動,大氣也在運(yùn)動,它們形成了液體/固體/氣體潮汐,這些潮汐也在影響地球?qū)教炱鞯囊τ绊懀?
當(dāng)然,根據(jù)萬有引力定律,上述顯然不是全部。
2、非引力相關(guān)
a. 空氣阻力:大氣的明顯邊界是100千米卡門線,但這并不意味著終點(diǎn),事實(shí)上大氣熱層和電離層可以擴(kuò)展到距離地球幾千千米處,只不過大氣密度急速下降。對于距離地球較近的航天器(500千米以內(nèi)),就會受到空氣阻力,就像你騎車時(shí)風(fēng)大就沒法走,一個(gè)道理。更何況近地航天器的運(yùn)動速度在28000千米/時(shí)左右。沒概念?高速限速才120千米/時(shí),聲速才大約1000千米/時(shí)。
b. 太陽光壓:太陽光打在航天器表面,要產(chǎn)生一定作用力。且由于地球遮擋作用,航天器是有時(shí)候能被照到,有時(shí)候照不到,航天器的姿態(tài)和表面材料(反光系數(shù))也會有很大影響;
c. 地球反照壓:我們能看到發(fā)亮的月球,不是因?yàn)樗l(fā)光,而是因?yàn)樗垂狻M瑯拥牡览恚厍蛞矔垂猓@些光線也會對航天器造成壓力。而且海洋的反光、沙漠的反光、南極的反光,完全好幾碼事。
d. 其他小作用力:航天器是金屬,地球磁場也會產(chǎn)生一定的微小作用力;高空大氣有各種復(fù)雜的風(fēng)向,也會產(chǎn)生作用力;電離層出現(xiàn)未知擾動,哪怕地球上地震引起的,都會產(chǎn)生作用力,等等等等,實(shí)在太多了。
e. 航天器自身:推力發(fā)動機(jī)工作,姿態(tài)調(diào)整發(fā)動機(jī)工作,這就沒法說。當(dāng)然,現(xiàn)在天宮已經(jīng)不存在這個(gè)因素了。
上述引力和非引力相關(guān)分析遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因此,我們還要一直遙測監(jiān)視,隨時(shí)變軌導(dǎo)航更正。各種衛(wèi)星監(jiān)控站、測量船,就是干這個(gè)。
現(xiàn)在解釋難預(yù)測,不說別的,咱就說空氣阻力一項(xiàng),這是導(dǎo)致天宮一號回來的主要因素。
資料圖
它的決定因素有:
a. 太陽活動:太陽輻射會使得空氣升溫往外膨脹,那么高層大氣的密度就會增加;太陽會電離外層大氣,導(dǎo)致帶電粒子數(shù)量發(fā)射變化;太陽會直接決定光壓大小;而太陽活動怎么樣,這不是人類現(xiàn)有的科技能預(yù)測的。
b. 空氣密度:受無數(shù)因素影響,太陽、地球地質(zhì)運(yùn)動(地震火山)等;
c. 摩擦系數(shù):生活經(jīng)驗(yàn)?zāi)芨嬖V我們,輪胎和大理石摩擦系數(shù)天壤之輩。天宮這種航天器身上有各種材料,摩擦系數(shù)很難確定;
d. 運(yùn)動速度:不僅是大小,還有方向,更是大氣和航天器的相對運(yùn)動方向。大氣有熱層的各種橫向風(fēng),遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于地面,人類絲毫沒辦法掌握。
e. 橫截面積:打著傘迎風(fēng)走就難很多,現(xiàn)在天宮一號已經(jīng)失控轉(zhuǎn)了起來,橫截面積完全不定,隨時(shí)在變;
因此,失控狀態(tài)的天宮一號入軌時(shí)的摩擦情況可能非常糟,也就是燃燒情況會很劇烈,能燒到剩多少渣、甚至連渣都沒有,完全無法預(yù)測。具體的分析,我在底部放了之前的文章。
更何況更何況,連大劉的《三體》都給我們解釋了一個(gè)道理:航天/天文領(lǐng)域,三個(gè)物體互相影響,它們的位置就沒有解析解了,意思是沒有任何公式和模型能解釋出來。
所以連這么高級的三體文明,擁有水滴、曲率飛船這么一大堆高科技,都無法避免反復(fù)的涅槃重生,而且完全無法決定自己命運(yùn)。
更復(fù)雜的,完全無解。
那么,天宮上如此多的作用力,我問你誰能準(zhǔn)確預(yù)測出來天宮一號準(zhǔn)確返回的地點(diǎn)?
三體人肯定不行。
這也是為什么全世界沒有任何一個(gè)個(gè)人、組織、研究機(jī)構(gòu),敢準(zhǔn)確預(yù)言,大家都是一邊看一邊猜,但誤差極大。
而且天宮一號飛的速度非常快,你讀了這篇科普才用時(shí)5分鐘,但它已經(jīng)飛出2000多千米了,這差不多是從西歐到非洲。
你如果看到任何悍然說能準(zhǔn)確預(yù)測落點(diǎn)的,不要慌,拿這篇文章去打臉:《怎么看待天宮一號再入大氣層?》
(本文首發(fā)于知乎,作者為“太空精釀”,觀察者網(wǎng)已獲授權(quán)轉(zhuǎn)載。)
- 原標(biāo)題:為什么沒有任何人能準(zhǔn)確預(yù)測天宮一號的落點(diǎn)? 本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯:李泠
- 最后更新: 2018-04-04 09:28:58
-
最新聞 Hot
-
叫囂阻擋“中國沖擊”,美企也被擋出去了…
-
伊朗總統(tǒng)在美國發(fā)聲:以色列想刺激我們參戰(zhàn),但…
-
“與中國差距太大,美國追不上”
-
眼紅中國主導(dǎo)全球關(guān)鍵礦產(chǎn),美國又“搖人”
-
“以色列根本沒受到有效壓力,國際社會集體失敗”
-
美企CEO:中國都這么做了,美國再不效仿…
-
“隨著中美競爭加劇和更多安全問題外溢,烏云籠罩天際”
-
又發(fā)癲,美反華委員會稱“中國用美國納稅人的錢,發(fā)展軍事技術(shù)”
-
央行:降低存量房貸利率、統(tǒng)一房貸最低首付比例
-
“巴西近期或宣布加入‘一帶一路’倡議”
-
捷克總統(tǒng):烏克蘭是時(shí)候面對現(xiàn)實(shí)了
-
俄羅斯喊話中國車企:來我們這里造車吧
-
特朗普:如果你們這樣做,我就征收200%關(guān)稅
-
騙保問題基本查實(shí),無錫虹橋醫(yī)院已停業(yè)
-
涉華問題,荷蘭大臣在美最新表態(tài)
-
日本抗議俄軍機(jī)三度“侵犯”領(lǐng)空,首次發(fā)射熱焰彈警告
-