NASA Van Allen Probe卫星今日坠落地球

辐射带探索先驱的终结

NASA的Van Allen Probe A是一颗重达1300磅的卫星，近14年来一直在绘制环绕地球的危险辐射带图谱，预计将于周二3月10日坠回地球。美国太空部队目前最佳估计将再入窗口定于凌晨时分，但碎片撞击的确切时间和位置无法精确预测。

该卫星自2019年仪器停用以来一直在逐渐降低轨道高度，其轨道衰减至大气阻力将其拖入燃烧终点的程度。虽然大部分航天器预计将在再入过程中燃尽，但由钛和不锈钢等耐热材料制成的部分组件可能存活并到达地面。

NASA评估对地面人员的风险极低，指出地球表面绝大多数为海洋、无人居住的土地或人口稀少的地区。该机构计算出任何存活碎片击中有人居住区域的概率低于万分之一，且未发布任何疏散或就地避难命令。

Van Allen Probes任务最初称为Radiation Belt Storm Probes，于2012年8月作为一对航天器发射，旨在研究Van Allen辐射带——由地球磁场俘获的带电粒子区域。该任务原计划持续两年，但远超预期，仪器运行至2019年。

探测器在其运行寿命期间取得了若干重大发现。它们识别出一个此前未知的第三辐射带，该辐射带在数周内出现并消失，挑战了地球只有两个稳定辐射带的长期假设。它们还提供了太阳风暴如何向辐射带注入能量的详细测量数据，导致辐射带以可能损坏卫星并危及宇航员的方式膨胀和收缩。

Van Allen Probes的数据对于开发更好的辐射带行为预测模型至关重要，这在保护航天器电子设备、规划太阳风暴期间的宇航员活动以及设计更具弹性的卫星方面具有实际应用价值。该任务的发现在仪器关闭多年后仍在科学期刊中被分析和发表。

Van Allen Probe A的不受控再入凸显了太空碎片管理这一更广泛的问题。该卫星在广泛采用建议航天器设计为受控离轨的当前国际指南之前发射。受控离轨本可利用机载推进系统将卫星引导至特定无人居住区域，消除碎片可能降落位置的不确定性。

现代NASA任务通常在设计时就考虑到寿命终止处置，要么利用剩余燃料在海洋上方进行受控离轨，要么提升至更高的"墓地"轨道，使航天器不会干扰现役任务。Van Allen Probes没有配备足够的推进系统，无法从其高椭圆轨道进行受控离轨，这些轨道高达地球上方约19000英里。

轨道上物体数量的增长使碎片管理成为日益紧迫的问题。超过30000块可追踪的太空碎片围绕地球运行，还有数百万个太小而无法追踪但足够大可损坏现役航天器的更小碎片。每次不受控的再入都增加了碎片是否会到达地面以及降落位置的不确定性。

美国太空部队第18太空防御中队正在追踪该卫星，并随着轨道继续衰减提供更新的再入预测。预测在再入前最后几小时变得更加准确，因为卫星进入大气层更密集的部分，阻力开始占主导地位。

业余卫星追踪者和太空爱好者一直在关注卫星的下降过程，如果再入发生在夜间有人居住的地区上空，一些人可能能够观察到再入过程，表现为天空中明亮的条纹。这种规模的卫星再入通常会产生壮观的视觉效果，航天器解体，各组件以不同速率燃烧，形成多条光迹。

就科学回报与成本之比而言，Van Allen Probes代表了NASA最成功的日球层物理任务之一。该任务对近地空间最危险环境之一提供了前所未有的洞察，生成的数据将在未来多年继续为航天器设计和太空天气预报提供参考。

Probe A的再入继Probe B之后，后者于2024年11月无事故再入。两颗航天器共同穿越数十亿英里的地球辐射带，承受了会迅速摧毁未受保护电子设备的恶劣条件，并返回了从根本上改变我们对围绕地球的太空环境认知的科学数据集。

任何观察到再入碎片的人，建议不要触碰，并向当地当局报告位置。虽然不太可能有危险，但航天器碎片可能含有不安全处理的材料，NASA请求保存任何回收的碎片以供分析。

本文基于Space.com的报道。阅读原文。