太空每天都很安静,但偶尔会发生一点“从天而降”的戏剧性事件。
今天就有这么一件,一颗重达600公斤(约1323磅)的NASA卫星,即将重新进入地球大气层。砸到人的概率,大约是1/4200。
换句话说,比很多人每天过马路的风险还低得多。但这颗卫星背后的故事,其实比“坠落”本身有趣得多。
一、14年前,它被送上太空
这颗即将坠落的卫星叫范艾伦探测器A(Van Allen Probe A)。
2012年8月,NASA一次发射了两颗一模一样的探测器:Van Allen Probe A 和Van Allen Probe B。
图源:NASA
它们的任务只有一个:研究地球周围最危险的一圈太空区域,范艾伦辐射带。如果把地球想象成一颗被磁场包裹的星球,那么在磁场中还存在两圈巨大的“高能粒子甜甜圈”。
这些高能粒子主要来自:太阳风、宇宙射线、地球磁场捕获的带电粒子。这两圈结构就是 范艾伦辐射带(Van Allen Radiation Belts)。
对航天器来说,这里简直像一片“太空辐射风暴区”。
二、原计划只飞2年
任务最初只设计了2年寿命。结果呢?
两颗探测器都超额完成任务:Probe B:工作到2019年7月;Probe A:工作到2019年10月。
在这7年时间里,它们收集的数据到今天还在被科学家研究。
为什么这么重要?因为这些数据帮助人类回答一个关键问题:太阳活动到底会怎样影响地球科技系统?
比如:卫星通信;GPS导航;电网系统宇航员安全,这些都可能受到空间天气(Space Weather)的影响。
三、为什么现在突然掉下来了?
原本NASA估计:这两颗探测器 可以在轨待到2034年。但事情发生了一个“宇宙级意外变量”:太阳最近几年特别活跃。
太阳活动增强会带来一个连锁反应:太阳加热地球高层大气——>大气膨胀——>低轨卫星阻力增加——>轨道衰减.
结果就是卫星掉得更早了。
四、大部分会烧成流星
当卫星进入大气层时,会发生一件很壮观的事情,再入加热(Reentry heating),速度大约7–8 km/s,空气压缩产生的高温会达到上千摄氏度。
结果就是,绝大部分结构会烧毁、解体、蒸发。
NASA估计只有少量耐热部件可能幸存。比如:钛合金结构;推进剂罐;一些密度较高的组件,但地球表面70%是海洋。
所以最可能的结局是:扑通一声,掉进太平洋某个没人注意的角落。
五、另一颗探测器还在太空
这对“孪生兄弟”中:Probe B 还在轨道上。NASA预测:它最早也要到 2030年前后才会再入大气层。所以未来某一天,我们可能还会再看到一次这样的新闻标题。
范艾伦探测器A在太空待了14年。它经历过:无数次太阳风暴;数百万公里轨道飞行;七年的科学任务。
最后,它的结局是,化作一道流星,重新回到地球。很多航天器的生命都是这样结束的。它们从地球出发,绕着地球工作多年,最后变成一颗短暂的流星回家。
如果你今晚抬头看见一条不太起眼的火流星,也许,那就是一颗老卫星在谢幕。
参考
https://www.nasa.gov/missions/van-allen-probes/nasa-van-allen-probe-a-to-re-enter-atmosphere/
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