在12月21日夜间,美国中部地区的上空出现了一个从天而降的熊熊火球,它在夜空中缓缓地飞过去,在飞行的过程中还发出耀眼的光芒,在漆黑的夜空中格外显眼。很多目击者都看到了这一幕,都感到很惊讶。

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美国密西西比州杰克逊国家气象局的气象专家克里斯托弗·雷纳(Christopher Rainer)表示,他们当天晚上就收到了很多关于这个熊熊火球从天而降的目击报告。根据一些目击者拍摄到的画面,气象专家给出了解释,任务这可能是一颗坠落地球大气层的流星。由于在坠落地球大气层时,飞行速度很快,所以这一个流星在大气层中剧烈燃烧起来,变成了一个从天而降的火球,在燃烧的过程中,这个火球会不断解体,直到消失得无影无踪。

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而天文学家给出的观点则不同,美国哈佛-史密松森天体物理中心的天文学家乔纳森·麦克道威尔认为这个熊熊火球并不是流星体坠落地球,而是中国商业遥感卫星高景一号02星再入大气层,在进入大气层后剧烈燃烧起来,最后变成了这样的景象。

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天文学家乔纳森·麦克道威尔表示,根据公布的轨道数据,我国的高景一号02卫星在美国中部标准时间12月21日22时08分(北京时间12月22日12时08分)在美国路易斯安那州新奥尔良上空再入大气层。在进入大气层后,卫星从美国密西西比州、阿肯色州和密苏里州上空一路飞过去,所以很多地区的目击者都看到了这一幕。

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虽然是卫星从外太空坠落大气层,但是天文学家乔纳森·麦克道威尔表示这颗卫星的体积比较小,再入大气层后很可能会直接完全燃烧殆尽,不会有碎片坠落到地面,不会对地面造成威胁。而《福布斯》网站也表示,截至当前,美国各地还没有发现碎片的报告。

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据悉,高景一号01、02星是在2016年12月28日发射升空的,至今已经在轨飞行了差不多8年时间。这2颗卫星在轨道高度大约为500公里的近地轨道运行,全色分辨率为0.5米,多光谱分辨率2米,幅宽12公里,具有连续条带、多条带拼接、多目标等7种成像模式。卫星坠落地球大气层的情况其实是很常见的,大家不需要担心。

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国际空间站电池掉下来砸穿房屋

虽然卫星、飞船、火箭残骸再入大气层的过程中会经受高温的灼烧,在大气层中剧烈燃烧起来,绝大部分零部件都会直接在大气层中燃烧殆尽,可能只有少量残骸会掉下来。而这些没法完全燃烧殆尽的残骸一般也会掉入大海,或者无人的区域。当然,也有一些例外的情况,在今年3月,国际空间站的一块废弃电池掉下来就砸穿了美国一间房子的屋顶。

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事情是这样的,国际空间站在2021年曾经往太空丢弃了9块重达2.6吨的废弃电池。这些废弃电池被丢弃到太空后继续环绕地球飞行了很久,并不是马上坠落地球大气层。因为这些来自国际空间站的废弃电池轨道在400公里左右,飞行速度也很快,所以一时间不会重返地球。

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随着它们环绕地球飞行,它们在空气阻力等客观因素的作用下,飞行速度会越来越慢,飞行高度也会不断下降,所以,这些废弃的太空垃圾最后都会坠落地球大气层,这只是早晚的事情。最终,在大约飞行了3年时间后,在今年3月8日,这些废弃电池就坠落地球大气层了。

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虽然这些废弃电池重达2.6吨,比一般的卫星都要更重,但是由于坠落地球大气层时速度很快,进入大气层后就在大气层中剧烈燃烧了起来。而这些废弃电池大部分零部件都没法承受超过1000℃高温的灼烧,直接在大气层中燃烧殆尽了,不过也有一些零部件没法完全燃烧殆尽的,就会掉下来。

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就在这些废弃电池坠落地球大气层的那一天,美国佛罗里达州那不勒斯市有一位居民的房屋被从天而降的金属圆柱体击穿。房屋被不明金属物体击穿的时间和科学家预测的国际空间站废弃电池坠落地球大气层的时间很吻合。NASA后来也表示,他们证实了这一个击穿房屋的金属不明物体确实是国际空间站废弃的电池。

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幸运的是,废弃电池虽然增大2.6吨,但是在高温灼烧后所剩无几了,击穿房屋的那个金属圆柱体的重量大约只有0.7公斤而已,所以破坏力很小,只是击穿房屋,没有造成严重的破坏。

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再入大气层时为何剧烈燃烧

这些航天器在发射升空以及返回地球的过程中,都会穿过地球大气层,为什么在发射升空的时候不会出现剧烈燃烧的情况,而从外太空再入大气层的时候却剧烈燃烧起来呢?

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飞船、卫星、探测器、火箭在发射升空的时候,速度一开始是0,随着火箭推进剂不断燃烧,火箭不断上升,速度也会越来越快,但是在初始阶段,火箭、飞船组合体的重量很大,所以这时候加速度很慢,进入高空后速度也不会很快。即使是穿过卡门线时,速度也就是超过3公里每秒而已。

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在这个过程中,火箭组合体的高度越来越高,空气密度越来越小,而速度还是比较慢,气动加热效应不会很强烈,所以外部温度即使出现了上升,但是温度不足以让火箭燃烧起来。而当航天器穿过卡门线后,就进入我们所说的太空了,那里空气密度极低,即使速度会越来越快,也不会剧烈燃烧起来。毕竟外太空温度很低,空气密度几乎可以忽略不计了。

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而飞船、卫星、火箭从外太空返回地球的情况就不同了。以近地轨道飞行的载人飞船为例,它们在环绕地球飞行时速度超过7公里每秒,即使再入地球大气层之前进行一系列的姿态调整、制动减速,但是速度还是很快,当它们以超过7公里每秒的速度再入大气层时,气动加热效应就会很强烈,外部温度急剧上升到1000多℃。这也就是为什么这些航天器再入大气层时都变成熊熊火球的原因。

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而在这么高温的灼烧下,那些卫星残骸、火箭残骸、探测器残骸都没法承受,所以直接剧烈燃烧起来,化为灰烬。而载人飞船返回舱经过特殊设计,所以能够承受这么高温的灼烧而不会出现任何问题,能够安全着陆,将航天员安全送回地面。