太空精釀：為什麼沒有任何人能準確預測天宮一號的落點？

此前，距離天宮一號重返大氣越來越近，各種關於它可能威脅/落點的預測也是謠言不斷，筆者甚至在2天前見到過一個落點在河南和安徽兩省交界某縣的媒體報道……這是典型的造謠生事。

而實際上，真正在跟蹤NASA/歐空局/北美彈道導彈防禦司令部等研究機構的朋友們發現，這些專業機構每天的預測都在不斷改變。

也就是説，他們也説不準。

謠言止於智者，我們不妨好好分析下為什麼全世界沒有任何一個研究機構能夠準確預測。

圖片來源：新華社

航天器一旦入軌，需要受到各種作用力的影響，大體上可以分為兩種。

1、引力相關

a. 太陽引力：太陽佔據了太陽系99.9%的質量，萬有引力定律，它對航天器會有影響；

b. 月球引力：同理；

c. 其他星球引力：有時還要考慮距離我們最近的金星，和巨大的木星引力；

d. 地球引力：由於地球距離航天器最近，這個引力已經不能用質點來取代，且隨着航天器距離地球越近就會變得更強。因此，喜馬拉雅山和撒哈拉沙漠對航天器的吸引作用完全不同。因此我們需要用非常複雜的地球重力場模型來形容，把地球劃成一個N*N的大蛋糕，每一塊引力不同。航天器飛行過程中受到的吸引力複雜程度可想而知。

e. 潮汐引力：在月球的作用下，海洋在運動，地殼也在運動，大氣也在運動，它們形成了液體/固體/氣體潮汐，這些潮汐也在影響地球對航天器的引力影響；

當然，根據萬有引力定律，上述顯然不是全部。

2、非引力相關

a. 空氣阻力：大氣的明顯邊界是100千米卡門線，但這並不意味着終點，事實上大氣熱層和電離層可以擴展到距離地球幾千千米處，只不過大氣密度急速下降。對於距離地球較近的航天器（500千米以內），就會受到空氣阻力，就像你騎車時風大就沒法走，一個道理。更何況近地航天器的運動速度在28000千米/時左右。沒概念？高速限速才120千米/時，聲速才大約1000千米/時。

b. 太陽光壓：太陽光打在航天器表面，要產生一定作用力。且由於地球遮擋作用，航天器是有時候能被照到，有時候照不到，航天器的姿態和表面材料（反光係數）也會有很大影響；

c. 地球反照壓：我們能看到發亮的月球，不是因為它發光，而是因為它反光。同樣的道理，地球也會反光，這些光線也會對航天器造成壓力。而且海洋的反光、沙漠的反光、南極的反光，完全好幾碼事。

d. 其他小作用力：航天器是金屬，地球磁場也會產生一定的微小作用力；高空大氣有各種複雜的風向，也會產生作用力；電離層出現未知擾動，哪怕地球上地震引起的，都會產生作用力，等等等等，實在太多了。

e. 航天器自身：推力發動機工作，姿態調整發動機工作，這就沒法説。當然，現在天宮已經不存在這個因素了。

上述引力和非引力相關分析遠遠不夠，因此，我們還要一直遙測監視，隨時變軌導航更正。各種衞星監控站、測量船，就是幹這個。

現在解釋難預測，不説別的，咱就説空氣阻力一項，這是導致天宮一號回來的主要因素。

資料圖

它的決定因素有：

a. 太陽活動：太陽輻射會使得空氣升温往外膨脹，那麼高層大氣的密度就會增加；太陽會電離外層大氣，導致帶電粒子數量發射變化；太陽會直接決定光壓大小；而太陽活動怎麼樣，這不是人類現有的科技能預測的。

b. 空氣密度：受無數因素影響，太陽、地球地質運動（地震火山）等；

c. 摩擦係數：生活經驗能告訴我們，輪胎和大理石摩擦係數天壤之輩。天宮這種航天器身上有各種材料，摩擦係數很難確定；

d. 運動速度：不僅是大小，還有方向，更是大氣和航天器的相對運動方向。大氣有熱層的各種橫向風，遠遠強於地面，人類絲毫沒辦法掌握。

e. 橫截面積：打着傘迎風走就難很多，現在天宮一號已經失控轉了起來，橫截面積完全不定，隨時在變；

因此，失控狀態的天宮一號入軌時的摩擦情況可能非常糟，也就是燃燒情況會很劇烈，能燒到剩多少渣、甚至連渣都沒有，完全無法預測。具體的分析，我在底部放了之前的文章。

更何況更何況，連大劉的《三體》都給我們解釋了一個道理：航天/天文領域，三個物體互相影響，它們的位置就沒有解析解了，意思是沒有任何公式和模型能解釋出來。

所以連這麼高級的三體文明，擁有水滴、曲率飛船這麼一大堆高科技，都無法避免反覆的涅槃重生，而且完全無法決定自己命運。

更復雜的，完全無解。

那麼，天宮上如此多的作用力，我問你誰能準確預測出來天宮一號準確返回的地點？

三體人肯定不行。

這也是為什麼全世界沒有任何一個個人、組織、研究機構，敢準確預言，大家都是一邊看一邊猜，但誤差極大。

而且天宮一號飛的速度非常快，你讀了這篇科普才用時5分鐘，但它已經飛出2000多千米了，這差不多是從西歐到非洲。

你如果看到任何悍然説能準確預測落點的，不要慌，拿這篇文章去打臉：《怎麼看待天宮一號再入大氣層？》

（本文首發於知乎，作者為“太空精釀”，觀察者網已獲授權轉載。）