昨天晚上,也就是7月27日,美国的社交媒体,不论是推特、非死不可,还是油管,都被一件突发事件所震动——美国西部好几个州,从犹他到内华达,再到加利福尼亚,大批不明真相的群众都亲眼目睹了巨大的火球在夜空中缓缓划过。
上面这段视频,就是油管上拍得最清楚的一段。拍摄者是Ian Norman,圈内知名的星空摄影师,也是SpaceX公司的工程师。当时他正在加利福尼亚一个叫阿拉巴马山的地方夜观星空,意外目击了这一事件。他拍摄的视频也有如科幻大片,简直跟《变形金刚》里那些机器人来到地球的场景如出一辙。
真相是什么?是超大火流星坠落地球,还是外星人大驾光临51区?答案可能让你意想不到:这次震动了美国西海岸的大火球,并非来自天外,而是如假包换的人造物体,还是咱们中国造的……它是6月25日从我国海南文昌航天中心发射升空的长征七号首飞火箭的第二级,就是下面这张照片上标出来的那部分。
火箭第二级的任务是把运载的卫星送入最终的绕地轨道,因此在发射任务完成,也就是所谓的星箭分离之后,火箭第二级本身也跟人造卫星一样,进入了环绕地球的轨道。不同的是,人造卫星在轨道上还将执行预定的任务,而火箭第二级只能在轨道飘荡,成为一块太空垃圾。
长征七号火箭,6月25日在海南文昌发射,这是长征七号火箭的首次发射。图片来源:CAN PHOTO。长征七号火箭首飞运载的是一个试验性的返回舱,因此发射后火箭第二级所处的轨道并不太高,距离地面大约200多千米,不到300千米。在这个高度上,尽管大气已经非常稀薄,但仍然会产生微弱的阻力,一点点减慢二级火箭的运行速度,进而降低它的轨道高度。
看到没有?
空气阻力使二级火箭减速,于是轨道高度降低;高度降低又让二级火箭遇到更多的空气,导致阻力变大;而变大的阻力又会进一步拖慢二级火箭的速度,让它的高度变得更低……初中物理知识复习:小于第一宇宙速度的时候,会怎么样来着?就是这样一个“恶性循环”,导致长征七号二级火箭,在升空超过1个月之后,终于从绕地轨道上跌落了下来,重新回到稠密的大气层中,化为了一大团火球。
这个过程还有一个术语,就是拍摄上面那段视频的Ian Norman一直在叨叨的——Re-entry,再入(大气层)。
太空垃圾从天而降,主要是因为高层大气里的空气阻力在拖它后腿。空气阻力的大小,与许多因素有关,比如太空垃圾的形状,再比如高层大气的空气密度。二级火箭的形状虽然规整,但完成任务之后它的姿态可就不受控制了,很可能会胡乱翻滚。而高层大气的密度,更是受到太阳活动等许多不可控因素的作用。
总之,想要计算出长征七号二级火箭会在几点几分掉到哪里,就好像要解一道有太多未知数的方程组,根本就不可能做到很精确,只能根据实时追踪的轨道数据作一个精略的推测。
从视频上可以看到,二级火箭再入大气层之后明显已经解体了,不过也可能会有一些东西没有在高空烧完,最后掉落到地面上。所以说,砸到花花草草应该还是有可能的。不过,砸到人的概率就不太大了,毕竟地球表面的大部分地区都还算是人迹罕至的(别忘了海洋)。有史以来,被掉落回来的太空垃圾砸中而受伤的案例,只有一起,也发生在美国,而且那次也只是轻伤。
如果真的这么倒霉,长征七号二级火箭掉落下来砸坏了美国人家的东西,那么按照《空间物体所造成损害的国际责任公约》,中国还是有可能要赔钱的。历史上曾经发生过,苏联的核动力卫星坠落在了加拿大境内,最后苏联赔了加拿大300万美元。不过,这件事情从昨天晚上到现在,已经过去这么长时间了,也没看到美国有报道说谁因此而受到伤害,估计这回应该问题不大,不会涉及到赔偿了。
其实地球轨道上还有太多这样的太空垃圾,时不时就会从天而降一个,在高空化为壮观的火球。只不过,刚才说了,地球上大部分地区都人迹罕至,比如占地球表面积超过70%的海洋。所以,大部分太空垃圾的陨落也不会有人看到,连消失都消失得默默无闻。从这个角度来说,咱们的长征七号二级火箭,还真是不甘寂寞呢……这就是长征七号二级火箭不小心掉到美国西部,引起大规模围观和一点点担惊受怕的故事。