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幾天前,一顆半噸重的鈦球擊中了地球......

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  北京時間 5 月 10 日 14 時 24 分,在印度洋安達曼島以西 560 公里處的天空中傳來了低沉的爆響,一團巨大的火球劃破天際,包裹著一塊鈦合金外殼的球狀物體,最終墜落在印尼西面的印度洋外海。所幸這次墜落沒有造成任何人員和財產的損失,也沒有出現科幻電影中鈦球落地變形為外星機械的夸張場景。

  這究竟是什么?

  地球大氣層幾乎每時每刻都有外太空物質進入,例如大量微小的隕石顆粒,它們大部分會在高速進入大氣層時劇烈摩擦分解燃燒殆盡,流星現象就源于此,而某些沒有燃燒分解完畢的物質則會墜落到地表,形成隕石或太空垃圾殘骸。然而這件墜落物并不普通。它原本來自地球,計劃奔赴另一顆行星,卻在太空中漂泊了53年,最終回到地球。

  它的真實身份是半個世紀之前的蘇聯金星探測器——金星9A,后又得名為宇宙482號(Kosmos 482)。聽起來像是蘇聯上世紀航天計劃中隨處可見的普通工程編號,但它的故事,堪稱“冷戰時代的太空漂流瓶”。

  

  類似金星9A的蘇聯金星探測器(金星4號)復制品丨莫斯科航天博物館

  金星9A的發射背景

  故事開始于1972年春,當時正值蘇美兩國冷戰高峰,蘇聯雖然在載人登月方向上落后,但他們已經在另一顆星球探測上取得了突破,他們的目標是比月球更遙遠,完全被硫酸云層所包裹、表面溫度高達470°C的地獄星球——金星。

  從1961年到1984年期間,蘇聯發射了多艘金星探測器,其中有13艘成功進入金星大氣層,10艘成功降落在表面。也由此在人類行星探測歷史上創造了一系列記錄,包括第一臺進入地外行星大氣層的人造裝置(1966年的金星3號),第一次在地外行星上軟著陸的人造裝置(1970年的金星7號),以及首次在其他行星表面拍攝行星圖像(1975年金星9號)。然而,在這些輝煌記錄的背后,也有著大量早期太陽系探測的失敗案例,并非所有探測器都成功到達金星,其中就包含今天故事的主角。

  

  上海天文館家園展廳的金星模擬場景,左側為蘇聯金星13號探測器的模型丨上海天文館

  1972年,蘇聯計劃發射一對姊妹探測器:金星8號和金星9A號。與當時美蘇許多行星探測計劃類似,采用成對發射,即在緊隨第一艘之后就發射第二艘飛行器。在早期機載系統還不穩定,并且發射失敗率很高的情況下,這樣的雙備份方案能有效提高探測項目的成功率。

  

  金星8號發射前的相片,整體約 3.5 米高,底部是推進系統、太陽能電池板和網狀碟形天線。頂部是接近球形行星著陸器,配有制冷系統和隔熱裝置。接近金星時,著陸器將被彈出,以每秒12公里的速度進入金星大氣。在 60 公里的高度,釋放主降落傘減速,使著陸器在地表軟著陸。一系列儀器將測量金星溫度、壓力、風速、能見度、大氣氣體和巖石成分,并將結果傳回地球。著陸器內部還都帶有一枚蘇聯勛章。丨wiki

  姊妹探測器的不同命運

  根據蘇聯的原計劃,這次發射主要為了完成一系列測試任務,包括數據傳輸,磁場和宇宙粒子的測量,極端條件下的行星著陸技術,收集金星大氣數據,計劃著陸器能在金星表面的嚴苛環境工作至少30分鐘。

  1972 年3月27號,姊妹探測器中的金星8號在拜科努爾發射成功,它于當年7月22日8:37(UTC時間)成功進入金星大氣層、通過姿態調整和降落傘減速于55分鐘后軟著陸至金星表面,成為歷史上第二個成功登陸金星的探測器,大氣層內的下降過程中設備持續傳回了探測數據50分鐘,但著陸后的通信數據只維持了11秒。

  

  蘇聯郵票,用于紀念成功的金星8號探測器丨wiki

  之后發射的金星9A的命運則截然不同,它于當年3 月31 日從拜科努爾發射,原定發射和航行計劃如下:

  1. 第一級~第三級(質子火箭):將探測器送入低軌停泊軌道

  2. 在軌道上短暫待命,等待與金星的轉移窗口對準;

  3. 在適當時機進行點火,將探測器送入地-金星霍曼轉移軌道;

  4. 脫離地球引力束縛,開始日心軌道飛行;

  5. 飛行約117天后到達金星,減速降落。

  

  金星8號成功完成的轉移軌道示意圖丨wiki

  起初的步驟一切正常,但是在第三步進入轉移軌道時出現了致命的錯誤,由于未知故障導致計時器錯誤,發動機啟動后只運行了 125 秒,而不是設計所需的 243 秒,因此探測器的速度僅加速 1.5 公里/秒,而不是所需的 3.4公里/秒,無法進入地球-金星霍曼轉移軌道(一種能量最節省的星際轉移軌道方案)。

  很快在軌道的組件分為多個部分,其中兩個在48小時內墜落到新西蘭南部。推進器單元和著陸器又在6月份分離,其中的推進器于1981年墜入大氣層。只有465 公斤的登陸器獨自留在太空中,進入了近地點高度 205 公里、遠地點 9805 公里、傾角為 52.2° 的橢圓軌道。開始以衛星方式圍繞地球一圈又一圈的運轉。

  新的名字“Kosmos-482”

  從 1962 年開始,Kosmos(意為宇宙)這個名字被賦予了留在地球軌道上的蘇聯航天器,無論這是否是它們預期的目的地。包括用于科學研究和軍事目的的載人航天器和衛星的無人測試。太空中已經有兩千顆以上的Kosmos人造飛行器,包括發射期間或發射后立即出現故障但仍進入軌道的航天器。因此,金星9A也被Kosmos-482的標號所代替。

  

  紅色圈為Kosmos-482在1972年的軌道示意,它在高層稀薄大氣中與大氣摩擦減速,軌道逐漸降低,直至最終墜落。丨歐洲太空監測網

  

  北美防空司令部為與金星9A相關的太空物體進行的編目整理,除了主著陸器的部分,其余部分已經在1972年,1981年,1983年陸續墜入大氣層。丨NORAD

  TA是否攜帶危險物質?

  1972年的4月3日凌晨1點,幾個13.6公斤的鈦合金球墜落在新西蘭阿什伯頓郊外,彼此相距16公里,直徑38厘米的球體在地面留下明顯的撞擊坑。

  

  1972年墜落在新西蘭的kosmos-482相關的鈦制壓力容器,表面有明顯的俄文標記。根據《外層空間條約》,返回地球的脫離軌道的太空物體歸將其送入軌道的國家所有,但蘇聯官方否認對該物體的知情權或所有權,因此墜落物的所有權屬于墜落點的農民。新西蘭科學家對這些碎片進行了徹底分析,確定這些碎片是一種用于衛星或飛船的氣體壓力容器,主體結構已經在大氣中燒毀。丨wiki

  

  阿什伯頓博物館館長麗塔·賴特與兩顆墜落的鈦制壓力容器丨阿什伯頓博物館

  而這次在2025年重返地球大氣層的,正是這臺原本為了在‘地獄星球’上執行任務而生的著陸器。50多年前,蘇聯工程師為它賦予了足以抵抗金星極端環境的堅固外殼與復雜系統,原本的使命是——完好降落在金星地表,并持續工作一段時間。它的鈦合金外殼能承受金星的高溫與90個大氣壓,原為任務而生,如今卻意外造就了太空中最堅固的遺存。

  

  2024年荷蘭衛星追蹤者拍攝的Kosmos 482在地球軌道上的望遠鏡圖像,可見主體之外有類似尾巴的結構,很可能是降落傘部件已經失靈釋放。丨Ralf Vandebergh

  由于這些因素,這次墜落不是普通的太空垃圾解體墜落,也沒有絢爛的人造流星雨。根據之前的專家預測,Kosmos-482應以每秒鐘7公里的速度進入大氣層。由于在太空中經歷了漫長的53年,所有為金星表面軟著陸準備的減速功能早已徹底失效,嚴格意義上它的這次墜落可以稱為“非受控再入"。

  遺憾的是,對于這份歷史物件,目前還沒有任何機構對其進行打撈。我們只能推測,在高速墜落過程中,它的表面溫度可能達1600℃,不過外殼鈦合金的熔點約為1700℃,雖然部分結構可能會變形和破裂,但它到最后一刻應該依然能保持主結構的基本完整。那它是否攜帶危險物質呢?答案是沒有!在著陸器上沒有裝備更耐久但卻危險的核燃料電池,而是采用了普通電池供電,因此墜落點附近不會產生任何輻射污染。

  

  5月10日,意大利天文學家拍攝到墜落前,Kosmos 482從意大利上空飛過的圖像,四張照片疊加而成,注意頂部標記kosmos-482 穿越仙王座的星跡。丨Gianluca Musi

  千萬小心天降之物!

  大多數重新進入大氣層的廢棄衛星和其他太空垃圾在到達地面之前會完全解體和焚毀,事實上,它們在設計時就已考慮利用大氣層燃燒銷毀機制,那些偶爾幸存下來的碎片,大部分會在海洋中濺落,雖然這類太空殘骸的墜落在理論上對于人類必然存在一定的風險,但實際上并不用太擔心,它在你身上發生的概率,遠遠小于你一生中被閃電擊中的風險。

  如果你親眼目擊或發現疑似航天器部件從天而降,應當怎么辦呢?

  如果有一天你看到一個陌生金屬物體從天而降……像金屬塊、罐子、球體或者像火箭、衛星殘骸那樣的物體。不要靠近或者觸碰它,在第一時間告訴當地政府或警察,不管它多酷、看上去多像來自外星,也千萬不要碰!它們可能會有毒氣、有毒燃料、鋒利金屬、甚至放射性物質,必須等專業人員來處理。

  告訴孩子記住:

  那不是玩具,也不是外星人!

  看見了,別靠近,告訴大人。

  結語

  Kosmos-482的歸來,源于半個世紀前人類不停挑戰宇航技術與工程極限的一次歷史回響。它在太空中曾見證了太空競賽的你追我趕的腳步,也穿越了人類太空探索最漫長的寂靜。此刻,它正安靜地置于印度洋的深處,也許堅固的鈦殼仍然能保護部分結構,讓它沒有在撞擊時徹底瓦解。某種程度上,53年后的今天,金星9A終于完成了一臺行星著陸器的真正使命。

  作者: 周元(上海科技館天文研究中心)

  科學審核:林清(上海科技館天文研究中心)

  編輯:凱莉

  審校:李巖松、李淵淵

  圖源:已在文中標注

  本文經授權轉載自上海天文館ID:SSTM-SAM),如需二次轉載請聯系原作者。歡迎轉發到朋友圈。

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