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今晚,藍月亮將再次出現,為謝幕的「天宮一號」送行

本周末,天文和航天方面有兩個比較受人關注的事情發生,一是出現今年內的第二次藍月亮,二是「天宮一號」即將要墜入地球大氣層,下面就分別說一下這兩個事件。

不是藍色的「藍月亮」又來了

本周六(3月31日),夜空將出現今年的第二次「藍月亮」,上一次「藍月亮」出現還是今年1月31日的月全食時,而下一次「藍月亮」將在2020年10月31日。

首先要申明一點:

「藍月亮」不是藍色的!

不是藍色的!

不是藍色的!

藍月亮,是天文學上的一種提法,是指一個自然月中出現的第二次滿月。因為通常情況下,一個自然月中只會出現一次滿月。

月相變化周期,圖自網路

但是由於月相完整變化一次的周期是29.5天,比大多數自然月的天數(31天或30天)都要少,因此在特殊情況下,也會碰巧出現月初是滿月,月末又第二次滿月的現象,如下圖所示。

2012年8月出現的「藍月亮」(8月2日、8月31日都是滿月),圖自Space.com

「藍月亮」其實並不是一種很罕見的天文現象,大約每隔2年-3年就會出現一次「藍月亮」。

今年3月的月相變化,正好和2012年8月一樣,3月2日時出現了第一次滿月,3月31日時將出現第二次滿月,因此,3月31日的第二次滿月就是「藍月亮」了。

以北京地區為例,3月31日的月出時間是18:21,月落時間是4月1日6:04,只要天氣晴好,在此期間都可以看到一輪皎潔的「藍月亮」,當然,不是藍色的。

2012年8月31日在厄瓜多拍攝的藍月亮,圖自wikipedia

「藍月亮」一詞,最早源於通俗變化語,藍月亮「blue moon」最初的意思是「betrayer moon」,即「意外出現的滿月」,blue moon一詞最早在1528年出現在書本中,後來19世紀和20世紀初美國緬因州的農民曆書中也記錄了「藍月亮」的日期,原本是指在一個季度中,如果出現4次滿月,那麼第3次滿月就被稱為「藍月亮」。

但是不湊巧的是,在著名天文雜誌Sky & Telescope的1946年3月刊上,一個叫James Hugh Pruett的人寫了一篇名為「Once in a Blue Moon」文章來解釋緬因州農民使用的曆書,但是卻錯誤解釋了「藍月亮」的定義,把一個季度中出現4次滿月,第3次是「藍月亮」的原義給曲解成了一個月中出現2次滿月,第2次是「藍月亮」。

Sky & Telescope 雜誌

這個錯誤的定義隨著Sky & Telescope雜誌的影響力而廣為傳播,以致於吃瓜群眾都公認一個月中的第2次滿月就是「藍月亮」,若干年後當James Hugh Pruett自己發現這一曲解時,再次在Sky & Telescope上勘誤也更正不了廣大群眾的已有認知了,於是,現在公認的「藍月亮」定義就這麼將錯就錯了。

1889年的緬因州農民曆書,圖自網路

實際上,在特定的大氣條件下,月亮真有可能呈現出貨真價實的藍色,這種情況與月亮是第幾次滿月無關,而是由於大氣中懸浮有大量的塵埃顆粒時(例如火山爆發或是發生大的野外山林火災時,大量的火山灰或燃燒形成的固體小顆粒被釋放到高層大氣),這些塵埃對月光的散射作用會使地球上的人們看到真正藍色的月亮。造成藍色的月亮的原因就和沙塵暴時太陽看上去顯得發白髮藍是同樣的原理。

藍色的月亮,圖自網路

天宮一號即將墜入地球大氣層燒毀

天宮一號,圖自新華社

3月30日清晨5點,一個接近1等星的明亮光點從木星的身旁出現,快速的朝東南方向划過, 這個明亮的光點正是我國首個空間實驗室"天宮一號",按照目前的預測,已經完成使命的天宮一號即將於三天內重返大氣層,而30日清晨的這次過境將是理論上青島地區可見的最後一次,天宮一號用七年來最明亮的一次身影向我們正式告別。而與預報相差無幾的過境也表明,目前天宮一號的軌道依舊穩定,並沒有收到各種阻力的太大影響。

3月30日清晨5點 天宮一號划過艾山天文台上空,理論上這將是青島地區看到的最後一次過境。攝影/周昆

天宮一號再入大氣層的預報可謂是吊足了人們的胃口,從歐洲空間局(ESA)到北美防空司令部(NORAD),從全球的航天愛好者到各大航天網站,都在用自己所掌握的數據預測天宮一號何時重返大氣層,沒有燒盡的碎片能夠落在什麼區域,天宮一號的話題成為國際社交平台上的熱門,在推特、臉書等知名社交網站上的搜索量一直名列前茅。

3月28日 羅馬尼亞愛好者拍攝的天宮一號凌日

根據北京時間3月30日上午的最新數據表明,目前天宮一號的高度已經下降到170公里,已經接近高度極限。而全球各大預測機構根據以往重返大氣層航天器的計算預測,一周前的概率大誤差預測(7日內均有可能)已經被漸漸摒棄,幾乎同時將再入大氣層的時間鎖定在了4月1日-2日。

根據歐空局、SPACE太空網的最新預測,給出的再入時間是北京時間3月31日的晚上8點,但是同時也給出了16個小時的誤差,因為受到天宮一號再入角度、阻力等因素的影響,再入的時間都有很大的不確定性,但是歸根結底還是將目標放在了4月1日;而作為全球防空的尖端部門,北美防空司令部給出了截至目前最精確的預測,預計為北京時間4月1日的09點57分00秒,隕落的大概位置為北緯33.8度,東經115.8度,這個隕落的區域位於中國境內,位置為安徽省與河南省的交界處。

如果這個消息屬實,那麼我國的大部分地區將能在4月1日的上午目睹一場的「煙火秀」,親眼見證我國第一個太空實驗室天宮一號完成使命後再入大氣層燒毀的過程。

北美防空司令部給出的預測隕落地點,位於安徽與河南的交界處。

我們不妨來看看北美防空司令部的預測,我們並不懷疑他們的專業性,畢竟每天都在和各種天上的導彈打交道,而隕落地點預測在中國境內,驚訝之餘想想也不無道理,中國自己的東西落在自己的國土從哪個角度來說也合情合理,而且預測的區域沒有大的城市群,鄉鎮也並不集中,是一大片廣闊的農田。

但是根據目前的情況來看,這個預測也有了變數,「太空網」3月31日給出了隕落在南美洲西側海域的預告,同時也有不少人給出了古巴附近的預測。

而ESA的最新預測是在北京時間2日凌晨時分。從3月31日早上9點的情況來看,天宮一號的整體高度已經低於200公里,近地點已經到了170公里左右。但是今天清晨,有國內愛好者拍到了天宮一號的過境情況,這說明天宮一號的軌道目前依舊「穩定」,不過這應該是涅槃前的最後穩定姿態了。

「太空網」刊登的各再入航天器軌跡圖

從上圖可以看出,之前再入大氣層的航天器軌道一旦低於200公里,都會出現「斷崖式」下降,目前天宮一號的遠地點在200公里以上,近地點已經低於170公里,目前計算,每天高度下降6.15米,也就是說從30日晚上開始,遠地點高度將低於200公里,所以3月31日-4月1日的再入時間幾乎是可以確定的。

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多看點

1.天宮一號小資料

天宮一號於2011年9月29日發射升空,先後與神舟八號、九號、十號飛船進行6次交會對接,完成了各項既定任務(例如2013年6月20日,神舟十號飛船的航天員王亞平在天宮一號進行太空授課,全國6000多萬師生觀看了直播,驗證了我國天地通信能力)。2016年3月16日,天宮一號正式終止數據服務,全面完成了歷史使命,進入軌道衰減期(簡單來講,就是軌道高度越來越低,最終墜入地球大氣層)。

神舟9號飛行乘組在天宮一號內

神舟10號飛行乘組在天宮一號內

天宮一號中的太空授課,圖自新華社

2.會砸到人嗎?

再入大氣層時,由於地球稠密的大氣層對高速進入的航天器會產生氣動加熱併產生幾千度的高溫,足以燒蝕氣化(相對於蘇聯的「和平號」空間站和美國的「天空實驗室」而言)質量較小的天宮一號的大部分結構構件,因此天宮一號的「謝幕」對航空活動及地面造成危害的幾率極低,比一個人一年中連續兩次被雷擊的幾率還小。

天宮一號和和平號的尺寸對比,圖自搜狐

來源:科技日報綜合自科普中國(Science_China)、中國國家天文(chineseastronomy),原文作者分別為肖攀峰、周昆

編輯:王小龍

審核:管晶晶

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