天宮一號飛船重返大氣層深度解析
天宮一號為什麼會重返大氣層落入地球表面?因為任何航天器是有軌道壽命的。那麼什麼是軌道壽命? 軌道壽命即航天器在軌道上存留的時間。它是從航天器進入軌道到隕落為止的時間間隔。 近地衛星、飛船或空間站的軌道壽命取決於大氣阻力。在大氣阻力作用下,實際軌道是不斷下降的螺旋線。 當下降到110~120公里的近圓形軌道時,大氣阻力使衛星迅速進入稠密大氣而燒毀,也會有一些殘骸返回地球表面。 大氣阻力與衛星的形狀、質量、體積大小有關。一般地說,面積質量比大的衛星受到的阻力大,壽命也短。
天宮一號(Tiangong-1)是中國歷史上首個空間實驗室和目標飛行器,於2011年9月29日在酒泉衛星發射中心發射升空,設計壽命為兩年。 在軌期間,天宮一號成功完成了包括空間交會對接等一系列重要任務,為我國航空航天事業積累了寶貴經驗,功不可沒!
2016年3月21日,中國載人航天工程辦公室正式聲明已終止天宮一號的數據服務,並表示目前天宮一號的飛行軌道仍在持續、密切的跟蹤監視之中...
說了這麼多很多人一定會關心天宮一號什麼時候會墜落到地球表面?掉落到哪裡?被擊中的概率有多少?下面我們就一個一個的回答您的問題。 首先天宮一號什麼時候會墜落?
關於這一點其實國內外很多專門機構和航天機構都在密切的檢測天宮一號的軌道,只要軌道下降到120-100公里,就會在幾個小時之內掉落到地面上。 小編也一直跟蹤監控和計算天宮一號的軌道。下圖表示的天宮一號的軌道高度隨時間變化曲線。
從圖中我們可以看出天宮一號在在軌運行期間一共進行了15次軌道維持以及三次在軌交會對接任務。
2015年12月15日最後一次軌道維持之後就沒有對航天器的主動軌道控制了,天宮一號軌道一直處於自主飛行狀態。到小編髮稿時止,軌道平均高度已經下降到212km。
根據這個軌道高度數值以及其他軌道相關參數,使用下述公式進行預測
式中,該值反映了航天器特性(CD為阻力係數,通常取2.2±0.2;S為航天器的有效截面積, 取下行方向最大截面,常取航天器表面積的1/4;m為航天器質量),計算得出:
天宮一號重返地球時間是2018年4月2日±左右!
當然這個時間小編也在不斷計算更新中…
然後就是下一個問題,天宮一號會掉落到哪裡?
由於天宮一號是42度角的傾斜軌道,所以墜落的區域應該是在下圖中南北緯42度左右之間的綠色區域, 在我國新疆北部包括烏魯木齊不在航天器砸中範圍內,東三省的小夥伴只要在瀋陽以北地區也不在被砸中範圍內。
再來看看天宮一號的軌道傾角,由於天宮一號目前沒有自主的軌道控制,由於地球自轉和地球引力場的共同作用, 天宮一號的軌道傾角有減小的趨勢,這樣綠色落區的面積將會減小,我們是不是應該很高興。但是這個減小的速度相比墜落時間來說還是很緩慢的。
最後我們再來說一說人被天宮一號命中的概率吧。
首先天宮一號有可能落在南北緯42左右度之間的任何區域,這個區域的面積大約是34130萬平方公里。 天宮一號自身長9米,最大直徑3.35米,如果再入大氣層沒有解體,整個墜落體面積是30平方米。那麼我們算一下概率,
probability = 30/(341,300,000 × 1000 × 1000) = 8.79×10-14 個人被天宮一號擊中的概率是十一萬三千六百億分之一! 全球人口70億,所以人類被天宮一號擊中的概率是一千六百分之一!
我們再來看看現在雙色球的中獎概率
1/C(33,6)×16 = 1/[(33×32×31×30×29×28/6×5×4×3×2×1)×16] = 5.6×10-8
雙色球頭等獎是一千七百萬分之一概率所以被航天器擊中是一個概率極低的事,任何低軌航天器最終的歸途都是重返地球。
您還可以關注我們的公眾號,在我們的天地一體化服務平台太空網(ViaSpace.cn)上可以實時查看天宮一號的位置和重返地球倒計時哦!
>>>天宮一號在軌狀態實時演示
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