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天宫一号完美谢幕(中国计划在2022年前后建成首个空间站)

天宫一号完美谢幕(中国计划在2022年前后建成首个空间站)

据北京航天控制中心和相关机构监测分析,天宫一号目标飞行器已于4月2日8时15分左右再入大气层,再入区位于南太平洋中部区域。大部分装置在再入过程中被烧蚀销毁,完成了历史使命!华丽谢幕!

天宫一号是干什么的?

天宫一号是中国第一个空间目标对接飞行器。其主要目的是测试轨道交会对接和航天员在太空长期驻留的技术验证,为计划于2022年前后建成我国首个官方空间站奠定基础。

2011年9月29日,“天宫一号”从酒泉卫星发射中心发射升空。它全长10.4米,最大直径3.35米,重量8.5t,由实验舱和资源舱组成,设计寿命两年。预定寿命完成后,为进一步检验飞船长期在轨运行和测控能力,天宫一号继续超期服役。直到2016年3月16日,天宫一号目标飞行器正式终止数据服务,全面完成历史使命。

在服役的两年多时间里,天宫一号先后与三艘神舟飞船在轨交会对接,其中一艘无人驾驶,另外两艘有人驾驶。共有六名中国宇航员登上了天宫一号。

1)神舟八号飞船

神舟八号飞船是一艘无人飞船,于2011年11月1日从酒泉卫星发射中心发射升空。随后,分别于11月3日和11月14日,与天宫一号进行了两次交会对接,这是我国首次无人交会对接。在神舟八号与天宫一号自动交会对接之前,世界上只有苏联(俄罗斯)、日本和欧洲实现过类似的在轨自动交会对接。神舟八号与天宫一号连续两次成功交会对接,给了中国工程师信心,也为下一次载人交会对接任务做了准备。

2)神舟九号飞船

神舟九号飞船是中国“神舟”计划中发射的第四艘载人飞船。2012年6月16日上线。此行搭载了中国三名航天员,分别是指令长景海鹏、中国首位女航天员刘洋和另一名航天员刘旺。

神舟九号飞船在轨期间,与天宫一号成功对接两次。这是载人飞船首次与天宫一号对接,航天员首次进入天宫一号内部。此外,还验证了对接技术是在自动模式失效或失效的假设下,由航天员手动控制实现的,是成功的。

3)神舟十号飞船

神舟十号飞船是中国“神舟”计划发射的第五艘载人飞船,于2013年6月11日从酒泉卫星发射中心发射升空。这次任务的乘组是指令长聂海胜,航天员张、王亚平,其中王亚平是继神舟九号刘洋之后中国第二位女航天员。这三名宇航员也是神舟九号任务的备份人员。

神舟十号是中国载人航天二期实施的第三次交会对接飞行。神舟九号首次载人交会对接任务圆满完成半年后,神舟十号搭载三名航天员再次抵达天宫一号。主要目的是进一步评估交会对接和载人航天运输系统的功能和性能,进一步评估执行任务时的功能、性能和系统间的协调性,验证相关改进措施的有效性,进一步评估组合体保障航天员生活、工作和健康的能力,并进行中国首次航天飞行。

相信很多读者对此还是有印象的。2013年6月20日上午10: 04-10: 55,中国第二位女航天员王亚平在天宫一号给中国中小学生上了一堂物理课。主要内容包括质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等基本物理现象。为了保证空间物理课程的顺利实施,神舟十号的航天员们认真备课、练习。该课程由女航天员王亚平教授,指令长聂海胜协助,另一名航天员张担任摄像师。地面控制中心还为航天教学活动提供全面的技术支持和保障。这次太空讲座吸引了前所未有的关注。8万多所中学、6000万师生同步观看了这场太空授课。

德国Flawn的Hof高频物理和雷达技术研究所一直在使用直径为34米的跟踪成像雷达对天宫一号进行高精度成像观测,天宫一号的高度一直在下降,可以清晰地看到天宫一号的主体和太阳能电池板的细节,这可能是最后几张清晰的图像。

为什么预测准确的坠落时间如此困难?

尽管专家们至少在一年前就预测到了这一结果,但一直很难掌握确切的下降时间。

有那么难吗?

牛顿定律告诉我们,卫星以圆形或椭圆形轨道绕地球运行。然而,在较低的轨道高度(1000公里以下),情况就复杂得多。这是因为在这个高度以下,航天器或卫星会被极其稀薄的大气阻挡。这种效应会降低航天器的速度,从而进一步降低其轨道高度。

理论上,我们可以非常精确地计算出飞船坠落的轨迹。但前提是我们必须详细掌握几个参数,包括:卫星的运行速度,地球大气层在不同高度的密度,航天器的气动外形和方位,尤其是它的横截面积等等。

利用地面观测设备,我们可以非常精确地测量飞船的速度,但是其他参数的测量充满了不确定性,所以非常精确地估计天宫一号的坠落时间和地点是非常困难的。但随着飞船高度越来越低,专业机构对天宫一号坠落时间的估算误差也在缩小。目前专家给出的一致意见是4月1日上午,至于坠落地点仍有分歧。其中北美防空司令部给出的预测是在中国河南和安徽交界地区,但仍存在不确定性。

天宫一号掉下来会砸到人吗?

简短的回答是:有可能,但可能性很低,不用太担心。

首先,这绝对不是什么大事。历史上这样的事情太多了。天宫一号重量超过8吨,在人类历史上失控自由坠落的航天器中排名第50位。

天宫一号坠入大气层后,大部分部件会被烧毁,毁灭。按照一般的估算方法,估计有20%~40%的物体可能幸存,相当于1.5~3.5吨的物质碎片坠落。

根据其轨道特征,天宫一号残骸将坠落在南北纬43度之间的广大区域,人口约52亿。但由于海洋面积广阔,碎片落入海洋的可能性要大得多。

据科学家估计,你被天宫一号残骸击中的概率远小于1万亿,甚至1万亿,比你一旦购买就中彩票头奖的概率低10万~ 1000万倍左右。但是,如果你足够幸运,坠落点不太远,也许你会看到天空中壮观的“烟火秀”:一长串明亮的“流星”会划过你的头顶,持续1分钟左右。

人类历史上还发生过哪些类似的卫星/飞船坠毁事件?

天宫一号当然不是人类历史上第一个失控坠落的大型航天器。如前所述,粗略统计,质量超过8吨的天宫一号在历史上所有失控坠落的航天器中排名第50位。事实上,根据美国宇航局的统计,在过去50年的历史中,平均每天都有一个官方编号的航天器碎片或航天器本身坠落地球。当然,因为大部分部件都会被烧毁,而且即使掉到地上,砸到居民的概率几乎为零。上海历史上从未发生过与此相关的重大伤亡事件。

在天宫一号之前,有哪些著名的失控坠落的航天器?

引起国际大运动的恐怕应该是1978年苏联核动力卫星宇宙954的失控坠落。这是一颗核动力卫星,上面有很多放射性物质。它在加拿大上空解体,碎裂成数百块,其中一些相当大。核反应堆也随即解体,大量核燃料飞溅出来,污染了整颗卫星,扩散到大气中,强放射性污染了所有卫星部件。

大量放射性物质和卫星碎片散落在加拿大西北部、阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省一个狭长的区域,污染带绵延近600公里。好在主要是广阔的苔原和冰原,人迹罕至。

事故发生后,美国和加拿大联合实施了代号为“黎明行动”的大规模核污染清理行动。但即便如此,也只是发现并清理了一小部分污染物,短期内不可能彻底清除这次事故造成的核污染。

更让加拿大恼火的是,根据国际法的规定,如果一个航天国家的卫星事故给其他国家造成损失,有关国家应该承担赔偿责任。但事后苏联断然拒绝了加拿大要求苏联支付600万美元清理费用的要求。经过反复协商,苏联最终同意只出300万美元,但也附加了一个条件,就是不允许再追究此事。

仅仅一年后,重达70多吨的美国天空实验室空间站发生故障,失控坠落,留下大量碎片散落在西澳大利亚的荒野中。受前年苏联“宇宙954”事件的影响,这一事件被当时世界各大媒体大量报道。但由于“天空实验室”上没有核燃料,事件本身并没有造成太大的环境影响,但确实砸到了几间小屋,压死了一头牛。事后澳大利亚向美国索赔也是一拖再拖,直到30年后才支付。不是美国政府出钱,而是美国非政府组织出钱。

此外,不久前上映的俄罗斯太空主题大片《礼炮七号》获得好评。礼炮7号是苏联时代的空间站,质量也接近20吨。1991年2月7日,这个空间站的命运也以失控坠落告终,大量残骸坠落在南美洲的阿根廷。


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