為何難預測航天器落區

◎文 張亦馳

小讀者還記得“天宮一號”吧？早在4月2日 8 時 15 分左右，“天宮一號”目標飛行器已再入大氣層，再入落區位于南太平洋中部區域，絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀。可你知道嗎？目前國際上有些退役航天器的實際落區和預計落區是有一定差距的，有些航天器最終的再入區域甚至差了一個大洋的距離。

有些同學或許會問，人們對洲際彈道導彈落點的推算都很準確，而相關機構為什么無法對飛船、衛星等航天器重返大氣層的區域進行較為精確的預測呢？

我們首先要知道什么叫重返。一般來說，距離地球100千米高的卡門線是大氣層內外的人為分界線，但大氣層并不是一下子消失的，因此失控航天器墜入地面的過程比較復雜。當失控航天器飛行高度降低到距離地球表面120千米時，由于大氣密度較大，其軌道高度會迅速降低，再次進入大氣層，并在氣動熱和氣動力的作用下趨向于解體。

這個過程與大氣密度、磁場強度、太陽黑子活動、風向、航天器形狀、姿態和角度都有關系。退役航天器再入大氣層燒毀前，一般會在距離地球表面 100 多千米高的軌道上運行，其外形又不是很規則，還會發生翻滾，與空氣產生摩擦，阻力增大。這些都是現有軟件設備和算法很難精確模擬的，所以才會造成“失之毫厘，謬以萬里。”

相比之下，目前世界各國裝備的洲際彈道導彈的彈頭通常有較大的再入角和彈道彎度，能夠從太空很快穿過大氣層，砸向需要攻擊的敵方目標區域。而且，彈頭形狀規則，有的還帶有修正制導系統，這都是航天器沒法比擬的。

編后語：

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(本文摘編自《中國航天報》飛天科普周刊。本欄目合作單位：中國載人航天工程網http://www.cmse.gov.cn/)