美失控太空望远镜将砸向何处？残骸落区预计涵盖非洲、东南亚及中南美洲部分地区

来源：环球时报

【环球时报特约记者 谢昭】曾备受天文学家期待的科学重器，如今却成为悬在各国头顶上的风险。据美国“太空”网站11月1日报道，已经在近地轨道上运行了近22年的美国尼尔·格雷尔斯·斯威夫特（又称“雨燕”）太空望远镜正以无法挽回的姿态滑向大气层，即将在最近坠落，然而它具体将于何时、何地重返地球，科学家却无从知晓。作为近年来罕见的大型航天器完全失控再入大气层事件，也为全球太空安全敲响警钟。

“雨燕”太空望远镜

无可替代的损失？

报道称，美国国家航空航天局（NASA）通报称，“雨燕”太空望远镜将在最近几天内以失控状态再入大气层。10月20日，NASA报告它的轨道已衰减至距地面约275公里，彻底失去了维持稳定科学观测的能力，任务正式终止。但这座重达1.5吨的大型航天器具体何时何地坠落，目前尚不清楚。美国太空军预测它将在4日左右重返大气层，但考虑到高层大气密度的不可预测变化会对航天器产生额外阻力，预测结果会随时发生变化。

“雨燕”太空望远镜由NASA于2004年11月20日发射升空，最初的设计寿命只有两年。它的核心任务是快速捕获并定位伽马射线暴——宇宙中已知最剧烈的爆发现象。NASA天体物理学部门主任多马加尔·戈德曼描述说，“核武器爆炸所释放的能量根本无法与伽马射线暴相比，实际上它们堪称宇宙中最大的爆炸。”伽马射线暴的特征是“来得快、去得也快”，早期望远镜往往在爆发信号被探测到之后才转向目标，此时爆炸的余辉早已黯淡到无法观测。“雨燕”搭载的爆发警报望远镜（BAT）以大视场监视天空，一旦捕捉到伽马射线信号，卫星能在一分钟左右自主转向，将X射线望远镜（XRT）和紫外/光学望远镜（UVOT）对准目标，开展多波段后续观测。这种“发现即跟进”的能力，使“雨燕”成为该领域不可替代的科研设施。

原定两年的任务，“雨燕”实际持续了近22年。截至任务结束，“雨燕”观测了超过2000个伽马射线暴，监测了超过1400次超新星爆发，其数据支撑了约7000篇科学论文的发表。它在2005年通过短伽马暴余辉观测，为“短暴起源于双中子星并合”提供了关键证据；此后又在千新星、潮汐撕裂事件、黑洞吞噬恒星等前沿领域持续产出。

然而“雨燕”在设计之初并未配备轨道维持推进系统。在近地轨道稀薄大气阻力的长期作用下，它的高度持续衰减。而近年来太阳活动增强导致高层大气膨胀，使得它的运行阻力进一步加大，轨道衰减速度超出了工程师们的预期。“雨燕”科学操作团队负责人、美国宾夕法尼亚州立大学帕克分校的卡里尔·格伦沃尔说，没有仪器能填补“雨燕”天文台留下的所有空白。NASA的核光谱望远镜阵列（NuSTAR）可能有助于填补空缺，但它响应速度没有“雨燕”天文台快，而且观测的能量范围也不同。不过“雨燕”天文台留下了海量观测数据可供科学家挖掘并从中获得新的科学发现。

NASA“创新抢救”失败

NASA方面对于“雨燕”的坠落趋势，也并非没有采取补救措施。然而NASA为此选择的是备受争议、此前从未尝试过的方式：商业在轨救援服务。2025年9月，NASA与亚利桑那州初创公司Katalyst Space Technologies签署合同，由后者研制一艘名为LINK的救援航天器，计划以机械臂捕获“雨燕”并将其推升至更高轨道。合同金额约3000万美元。LINK从设计到发射仅用了约8到9个月，其时间表被NASA称为“由太阳活动驱动、前所未有地紧迫”。

LINK于2026年7月3日发射升空。最初的接近过程似乎顺利，然而不久后它的姿态控制系统出现严重故障：反作用轮失效，航天器开始失控旋转，地面控制团队虽通过推力器努力抑制旋转，但未能使其恢复稳定姿态。至8月中旬，NASA与Katalyst联合确认，LINK已无法完成对“雨燕”的捕获与轨道抬升，救援任务正式取消。

NASA局长贾里德·艾萨克曼表示，这是一次“高风险、高回报”的尝试，“不是我们努力想要的结果，但这不改变这项任务值得尝试的理由”。从技术角度看，LINK在极短时间内验证了商业航天器快速研制、发射与在轨接近的能力，其失败数据对未来的卫星服务任务具有参考价值。但批评者说，“雨燕”的救援窗口一旦关闭，失控坠落便成为定局，考虑到它本身的重要科研价值，采用高风险的商业在轨救援模式并不合适。

估计至少有100公斤碎片到达地表

与近年来再入大气层的其他大型航天器不同，“雨燕”属于完全失控状态。美国CBS新闻网站称，NASA“雨燕”任务首席科学家布拉德·琴科表示，这部重达1.5吨的太空望远镜大部分会在大气层中烧毁，不过一些密度较大的部件，比如钨合金碎片以及镜子的部分结构，可能会幸存下来。

“太空”网站称，当“雨燕”高度降至距地球约120公里时，气动加热使卫星开始升温燃烧，太阳能板与天线最先脱落；至约78公里高度，主体结构解体。真正有可能抵达地面的，是少量高密度、耐热的部件。哈佛-史密松森天体物理中心天体物理学家麦克道尔估计，一颗1.5吨级的卫星在再入中“有大约10%的质量幸存并不令人意外”，这意味着可能有至少100公斤的碎片到达地表。

报道称，“雨燕”的轨道倾角决定了其再入范围在赤道南北约21度的纬度范围内。美国太空军追踪预测的潜在残骸落区涵盖非洲、澳大利亚、印度、东南亚以及中南美洲等部分地区。NASA称，该地带绝大部分是海洋，“碎片落入海面的概率远高于陆地，地面人员受伤害的概率为1/2100”，“不太可能对任何人造成伤害”。但“太空”网站称，它的潜在坠落范围穿越非洲、南亚、东南亚以及拉丁美洲的人口稠密地区，因此并不能掉以轻心。

更让科学家担心的是“雨燕”望远镜所暴露的太空安全问题。太空态势感知公司LeoLabs的高级技术研究员达伦·麦克奈特称，受低轨星座扩张与技术更新周期驱动，每年再入大气层的物体数量已是5年前的约10倍。“随着越来越多的卫星被发射升空，未经控制的再入大气层事件的数量也在不断增加。更让我不安的，不是再入物体变多，而是大型物体在400英里（644公里）以上轨道被弃置的速度之快”。

报道称，作为应对措施，现代航天器被要求设计为退役前保留足够的推进能力，以确保受控再入、坠落于“航天器坟场”，或者采用“设计用于自毁”的方法，即用可以完全焚毁的材料来制造，从而降低对地面的威胁。