在太空中飞行了六年多的天宫一号，已经于北京时间4月2日早上8点15分左右再入大气层，1分钟后未烧毁的残骸坠落南太平洋，没有造成任何的危害。在此之前，许多外媒着重用“失控”一次词来渲染这次的航天器再入事件以达到吸睛目的。随着天宫一号的坠落，这样的新闻或许终于得以消停。但那些媒体或许并不知道的是，所谓的“失控”再入，其实是目前全世界航天科学家所面临的难题。
为什么再入航天器的坠落位置会如此难以预测？
拿这次的天宫一号来说，在一年多以前，专家就意识到将会发生这样的情况，只是在确切的时间方面一直存在很大的不确定性。然而，随着空间站轨道高度的下降，这种不确定性也逐渐减小，到后来我们可以确定它会在几天内脱轨。与预测的相似，8.5吨重的航天器的绝大部分器件在穿过大气层时被燃烧瓦解，只有极少数残骸落回到地球。
或许有人不禁要问，为何我们有能力精确控制一些航天器，例如远在约4亿公里之外的罗塞塔号飞船，却无法预测出只高于我们头顶200公里的天宫一号的坠落时间和地点呢？
这到底难在哪？牛顿定律告诉我们，假设地球重力是影响卫星的唯一的力，那么卫星能以完美的圆形或椭圆轨道绕地球运行，周而复始的重复它们的路径。
但是，这并不适用于低海拔区域，因为地球大气会影响卫星的移动：一种与卫星速度相反的力——空气动力学阻力（空气阻力）会让卫星的运动轨道变成一个朝向地球表面的向下螺旋。理论上，我们可以完美地计算阻力来预测卫星坠落路径。这可以通过一个取决于卫星速度（v）、大气的密度（ρ）、与卫星形状及它相对于气流方向的数值参数（C）、和物体面积（A）的公式来完成。
这个公式为：D = ½×ρ×C×A×v²，从中不难看出为何阻力难以精确计算。我们可以很容易就准确地测量出航天器的运行速度v，但是其他参数都具有很大的不确定性，因此很难在事先确定天宫一号的坠落路径。
首先，随着海拔的升高，大气密度逐渐下降。尤其是在高海拔区域，大气密度会受到许多不可预测的因素影响，其中最显著的影响就来自太阳活动。
太阳磁场活动导致辐射量和带电粒子的释放量随周期增加和减少，它们与地球的电离层相互作用，从而改变电离层的大气密度。虽然太阳活动可通过观测太阳黑子数量进行监测，但是即便我们可以监测太阳活动周期，它们的活动水平也发生着无法预测的变化，从而导致大气密度的变化不可预测。另一个参数C也同样难以确定。对于汽车或飞机这样的运载工具，我们可以通过运用理论或计算流体动力学对C进行估算，再在风洞中通过实验测量。
可是像天宫一号这样的航天器有着非常复杂的外形，并且会不受控制的颠簸翻滚，导致系数C会不断地变化。还一个重要影响因素是在再入过程的最后阶段，卫星的机体会解体并燃烧，这让公式中的每一项都进一步变得不确定。
这些因素合起来导致要对卫星的坠落路径和区域进行预测几乎变得不可能。也就是说，我们最多可以根据卫星轨道的倾角进行粗略地计算，以预测可能的坠落范围。根据之前科学家所掌握的关于天宫一号的轨道信息，他们预测出再入区域在赤道以南或以北42.8度的纬度范围内。而据今天早上的消息确认，天宫一号最终坠入了南太平洋的中部区域。
其实，由于地球轨道周围积聚了越来越多的卫星碎片，对于在轨道上运行的航天器都是一种潜在危险。为了防止这种积聚持续加剧，空间碎片协调委员会建议在近地轨道运行的卫星要在完成任务后的25年内重新进入地球大气层。因此，当这些航天器再入大气并坠毁时，避免对地球上的人类和其他物种造成威胁一事变得越来越重要。那么，未来科学是否能够帮助我们对此进行精准地预测？
虽然一直以来，关于大气阻力的模型和实验数据在不断地得到改善，但它们仍不可能达到准确预测坠落点所需的精确度。相反，对于未来的卫星来说，更需要的或许是将再入行动的设计列为它们航空任务的一个关键部分。例如通过使用阻力帆或推进器等设备来完成主动和受控的再入过程，这样可以大大削弱不确定性带来的威胁，并能确保卫星在大气中可以燃烧殆尽，并同时遵循事先精心计算好的轨迹运行。
再者，我们也可以对卫星进行设计和测试，以便当它们再入时能以理想的方式解体，从而并且不会对地球造成任何威胁。这种想法其实并非首创，在汽车设计中就有类似的概念，被称为“为死亡而设计”的形变控制，目的就在于保护交通事故中的乘客。相信我们总会有办法让这个再入过程变得更安全、更可预测。但即使航天器的再入仍无法得到控制或预测，我们也不必担心被它击中。因为被它击中的概率实在太低太低，几乎为零。