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天宫一号“回家”为何充斥悬念?热层大年夜气预告存误差----一分彩文明

前段时间,我国第一个空间目标飞翔器“天宫一号”在陆续完成既定迷信义务后,终究落入被称为“航天器坟场”的南宁靖洋中部区域。在此之前,国表里很多航天科技任务者曾屡次猜想“天宫一号”陨落时间和地点,但大年夜都与实际成果相差甚远。那么,毕竟是甚么力量使得“天宫一号”赓续降低直至最后陨落?

  我们知道,地球四周环绕着我们赖以生计的大年夜气层,从低到高顺次为对流层、平流层、臭氧层、中心层和热层等。由于重力和分散等感化,大年夜气密度随着高度的上升而敏捷降低。我们平日所说的低轨道航天器普通运转在间隔空中100—1000千米高度范围,该范围被称为热层区域。研究注解,间隔空中200千米高度处的大年夜气密度相当于空中的百亿分之一,400千米高度处仅为空中的千亿分之一。

  切切不要小瞧这些不起眼的热层大年夜气。由于低轨道航天器的活动速度普通在每秒7千米以上,加上长时间的积累,大年夜气密度惹起的阻力效应,正是低轨道航天器轨道高度逐步降低的机密地点。普通而言,距空中400千米处航天器轨道高度每天衰减大年夜约几百米,200千米以下轨道高度每天增添量可达5千米以上。是以,热层大年夜气密度对低轨道航天器轨道预告、姿势控制、空间对接、寿命设计及再入大年夜气层等都有明显影响。

  固然,热层大年夜气密度其实不是原封不动的,它与空中气象一样随季候和地位等身分变更,还遭到太阳辐射和地磁场扰动的明显影响。例如,太阳活动活泼时,加强的紫外波段辐射能量可使热层大年夜气密度比太阳沉着时代增长几十倍,可招致400千米处航天器轨道高度每天的衰减量从几百米增长到几千米。地球磁场扰动时,大年夜量能量会注入到热层区域,大年夜气密度在1至2小时内可增长一倍以上,进而对低轨道航天器的周详定轨和轨道预告产生极大年夜影响。如2000年7月10日至15日,太阳迸发惹起的地磁扰动形成国际空间站高度短期内降低了15千米,终究不能不主动变轨,以使其保持在预定轨道高度上。

  正是由于热层大年夜气密度本身存在复杂的时空变更,并且遭到来自太阳和地磁活动的激烈影响,是以很难对其停止精确预告。大年夜量研究注解,现有的热层大年夜气密度预告误差普通在15%以上,并且这类预告误差会随着时间的推移而赓续增大年夜。这也说清楚明了很多航天器的“回家之旅”为何充斥了悬念。

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