一颗在太空里盯了宇宙爆炸二十年的老望远镜,眼下正以不受控的方式往地球掉。它叫尼尔·盖雷尔斯·斯威夫特天文台(Neil Gehrels Swift Observatory),通常简称 Swift。按目前的预测,它会在接下来几天内再入地球大气层。
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事情的起因并不复杂:Swift 的轨道高度一路衰减,原本可以靠自身能力补偿大气阻力,但如今已经补不动了。一次机器人救援任务曾试图把它推上更高的轨道,结果没能成功。于是,这颗约 3300 磅(1500 公斤)的观测台只能听凭引力安排。
2024 年 10 月 20 日,NASA 通报 Swift 的轨道已衰减到距地面 171 英里(275 公里),观测台无法再抵消阻力增大的影响,随即进入安全模式。随后,宾夕法尼亚州立大学的 Swift 运行团队向航天器发送指令,实际上宣告了它在"火葬式俯冲"之前的任务终结。
至于它究竟什么时候、落在哪里,目前还没有确切答案。研究人员正在盯着。
它到底是个什么东西
Swift 于 2004 年 11 月发射入轨。此后二十年间,它用三台望远镜研究宇宙中最猛烈的爆炸——伽马射线暴,以及其他天体与天象。这三台仪器分别是:
- 爆发警报望远镜(BAT)
- X 射线望远镜(XRT)
- 紫外/光学望远镜(UVOT)
换句话说,它不是一颗普通的通信卫星,而是一台专门用来"抓拍"宇宙级能量释放的科学设备。这也解释了为什么它坠落时,人们关心的不只是"砸不砸到人",还有"哪些零件能活下来"。
掉下来会烧成什么样
英国精密部件供应商 Accu Components 的质量经理、航空航天工程师迪恩·斯莱登(Dean Sladen)描述了再入过程:当 Swift 降到约 120 公里(75 英里)时,终结通常就在几分钟内到来。它前方的空气被加热到极高温度,卫星开始发光。太阳能板和天线一般最先被撕掉;到约 78 公里(48 英里)——大约是客机巡航高度的八倍——主体开始解体,大部分物质会熔化、汽化。
斯莱登指出,Swift 的轨道只经过赤道南北约 21 度范围内的一条带状区域。这条带子大部分是海洋,但也穿过非洲、南亚和东南亚以及拉丁美洲的人口密集地区。
哪些零件最可能落地
Swift 的主体多为铝材、线缆和电子设备,这些在再入早期就会熔化。真正能到达地球的,通常是体积小、密度高、耐高温的东西,比如钛、钢和玻璃。
斯莱登的判断是:最可能的"幸存者"是它的六个重型反作用轮——也就是它用来调整指向的旋转飞轮——以及望远镜中较坚固的部件,如透镜和镜面。至于那层由约 52000 块微型铅片构成的掩膜,几乎肯定会熔化。最终落下的,预计只是少量烧焦的小碎片,"没有任何东西还能被认出来是一台望远镜"。
风险有多大
斯莱登表示,目前似乎没有针对 Swift 坠落发布详细的风险评估。但他强调,这不等于 NASA 没做这项工作。NASA 自身的轨道碎片要求规定,幸存碎片造成人员伤亡的风险不得超过万分之一,因此这项工作很可能已经完成,只是没有公开。他个人认为应当公开,就像 NASA 对待此前其他卫星那样——风险几乎可以肯定非常小,但公开能给人一个清晰、有事实依据的图景,而不是靠猜。
斯莱登本人并不认为人们需要为被 Swift 残片砸中而担心。NASA 已表示地面人员受到伤害的可能性很低,LeoLabs 也把风险描述为非常小。航天器的大部分会烧掉,任何幸存碎片最可能落入海中。
真正值得担心的是趋势
LeoLabs 高级技术研究员达伦·麦克奈特(Darren McKnight)给出了一个更宏观的视角:由于低轨星座数量激增和技术更新换代,如今每年再入的物体数量是五年前的 10 倍。
他对 Swift 没能被"再入轨"表示遗憾,但从再入风险角度看,它只是返回物中的一小部分。他更在意的,是 400 英里(644 公里)以上大量物体被弃置不用的速度。
斯莱登也提到,如今人们对卫星"怎么结束生命"的关注远多于过去。许多卫星携带足够推进力,可以自行飞向偏远海域;或者采用"为消亡而设计"的思路,用能完全烧尽的材料建造。NASA 和欧洲空间局都把再入伤人的概率限制在万分之一,达不到这一标准的卫星,就应当以受控方式降落。
所以,Swift 的坠落本身大概率是一场远处的火光,真正的问题藏在它之后:天上还有越来越多的卫星,而它们的结局,最好在发射之前就想好。
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