发信人: jses1.bbs@ptt.cc (冠翔) 看板: astronomy
标  题: [新闻] 俄罗斯Phobos-Grunt太空船即将重返大气
发信站: 批踢踢实业 (2012/01/11 Wed 21:45:40)

Phobos-Grunt火星任务

　　Phobos-Grunt火星任务是俄罗斯中断了20年之久才终於成行的太阳系探测计画，是俄
罗斯的21世纪第一个行星探测计画，也是前苏联到现今的俄罗斯，有史以来最大的太阳系
探测器，主要目标是火星两颗卫星之一的火卫一（Phobos）；太空船上还搭载了主要由中
国制作的「萤火」探测器，预计2014年将火卫一样本带回地球。

　　这艘太空船於台北时间2011年11月9日凌晨4:16，以相对於赤道约51.4的轨道倾角，
利用Zenit 2SB火箭发射升空。然而却在第二节火箭脱离後，无法点燃太空船的引擎以便
更换到高轨道、再继续进入绕日的行星际轨道，太空船被迫停留在环绕地球的低椭圆轨道
上，近地点约在地表上空207公里，远地点约349公里高。

　　在环绕地球一圈之後，俄罗斯太空局Baikonur追踪站（Baikonur Tracking Station
）就接收不到太空船或搭载火箭所传回的电波讯号，但一直没有公布发射失败的讯息。一
位著名的卫星观测者Ted Molczan於8:05报告说他观测到这个太空船始终没有如预期的改
变轨道。由於这个任务设计的方式是按设定程式自动启动点燃引擎的工作序列，无法继续
点燃，等於无法继续下一步飞出地球系统的动作，这个任务失败的消息才因而传开。

    随後，各国太空中心加入追踪行列，澳洲、亚洲、欧洲一些地面电波天文台陆续接受
到似乎来自Phobos-Grunt的电波讯号，有些地面观测者甚至拍到它的影像，任务控制中心
和俄罗斯军方也终於能持续追踪Phobos-Grunt太空船以及已脱离的火箭的轨道状态。由於
本季前往火星的「发射窗口」在11/20结束，错过这个时机，太空船前往火星的难度将增
加许多，以Phobos-Grunt太空船上的现有燃料与轨道而言，几乎不可能达成任务了，因此
任务中心终於决定放弃尝试要太空船再度点火前往火星的念头。

　　地球低轨上没有动力的太空船，大气摩擦力并不大，按理来说可在这个轨道上待个数
十年没问题；但Phobos-Grunt的轨道却从11/14开始改变，改变原因不明，专家推测可能
是飞行器的气体不断外□的结果。这个现象在11/21停止，之後的轨道状况便一如预测的
缓缓降低。

　　在11/27~29期间，有个物体从Phobos-Grunt分离，被编号为G物体（Object-G），体
积相当小，直径约仅10公分，重量约0.3~0.5公斤。11/30又有另一个物体分离，编号为H
物体（Object-H），专家对此物体的性质并不了解，但从轨道特性来看，应该与G物体类
似。两物体都从Phobos-Grunt漂离，之後轨道降得很快，两者均已进入地球大气，G物体
在11/29、H物体在12/2落回地球。当时因这两个碎片都很小，对地面威胁不大，因此并未
对全球发出警报。

重返大气

　　Phobos-Grunt太空船相当庞大，总重达13,500公斤，比2011年9月NASA重返大气的
UARS气象卫星和10月重返大气的德国ROSAT天文卫星都大许多；它绝大部分质量是有毒且
可能爆炸的推进燃料□联氨（ hydrazine）和四氧化二氮（Dinitrogen Tetroxide，N2O4
），达11,150公斤左右。各国对这部分可能的影响感到恐惧，不过，各太空垃圾机构都表
示：太空船有球形的铝制储存槽，一旦太空船开始冲进浓密的地球大气层中，与空气摩擦
的结果将导致铝制储存槽被加热到无法承受的地步，储存槽中的燃料漏出并在空气中燃烧
，应该不会有残馀的燃料可抵达地面。此外，因为推进器在寒冷的太空环境中待了数个月
之久，燃料也被冷到冻结，所以在太空船重返大气过程中，大气摩擦加热的部分热能得用
来解冻燃料而损耗。所以推进燃料部分造成的影响应该不大。

　　科学家预估：这艘太空船重返大气之後可能存活并撞击地面的部分，可能是重达7.5
公斤的重返舱（Entry capsule）。当初这部分是设计来取得火卫一表面的土壤，并送返
地球以供科学家研究用，故相当坚固耐热；此外在重返舱中还有细菌、真菌和其他微生物
等，是作为生命实验用途，希望测试往返地球进行太空旅行时可能对人类产生的危害。

　　Phobos-Grunt太空船中携有少量钴-57（Cobalt-57）放射性同位素，乃太空船上用以
分析火卫一样本的光谱仪的一部份；不过应该会在重返大气过程中全数销毁，不会对地面
有任何影响。

　　虽说除了重返舱之外的其馀部分，但一般卫星重返大气过程中，大约会有20%~40%抵
达地球表面考量俄罗斯太空船通常建造的比他国还结实坚固，残留的质量可能比前述比例
还高。若再考虑推进燃料可能全部爆炸的话， Spaceflight101.com的太空专家认为将有
多达475~950公斤的Phobos-Grunt残骸抵达地面。

　　除开上述各零件外，太空专家们唯一无法确定的超级因素就是Phobos-Grunt上、中国
与俄罗斯合作的萤火1号（Yinghuo 1）。由於中国一直没有公开详细的技术、毒物或任何
可能产生危险的零件等资讯，太空专家们无从判断与估计这个探测器究竟会不会在重返大
气过程中完全烧毁、还是会残馀多少重量、多少数量的碎片。

　　根据俄罗斯太空专家的计算，任务失败的Phobos-Grunt太空船预定将於2012年1月
10~21日期间重返大气（re-entry），但最可能的时间点是在台北时间2012年1月16日5:00
（±18小时），欧洲太空总署（ESA）则预测可能在1/14~15（±5天）重返大气；俄罗斯
太空局（Roscosmos）预测最可能坠落地点是在西伯利亚至北美洲之间的北太平洋海域，
美国相关机构则预测最可能落在阿富汗西南方，台湾地区不在目前预测的坠落□围内。俄
罗斯官方指出应有约20~30个、总重约200公斤以下的碎片抵达地球表面。不过详细的坠落
时间和地点还需等到愈接近重返大气时，才能愈确定。根据Spaceflight101.com网站1/6
最新消息，目前这艘太空船的轨道为176km×221km，每88.5分钟环绕地球一周，轨道倾角
为51.4度，换言之：南北纬51.4度之间的区域都需提高警觉、事先防□。

http://tamweb.tam.gov.tw/bew/TW/content.asp?mtype=c2&idx=719
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.252.177
※ 编辑: jses1           来自: 140.112.252.177      (01/11 21:45)