近22年探索後,迎來最後一段旅程
NASA尼爾・格雷爾斯雨燕天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)是一座重約1,500公斤的太空望遠鏡,在一項耗資約3,000萬美元的搶救行動失敗後,即將失控重返地球。印度部分地區位於可能有殘骸墜落的廣大緯度帶內,非洲、澳洲、東南亞,以及中南美洲部分地區也在範圍內。
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各項預測給出的日期不同。據稱NASA估計,天文台將於美東時間11月4日凌晨3時30分左右重返大氣層,也就是印度時間下午2時左右,誤差範圍約11小時。負責追蹤天文台的美國太空軍則預測,重返大氣層時間為11月6日星期五前後。大氣阻力會改變太空船軌道,因此確切時間和地點仍不確定。
預計雨燕天文台大部分將在大氣層中燒毀。NASA任務首席科學家布萊德・森科(Brad Cenko)表示,密度高的鎢製零件和部分望遠鏡鏡面可能在下降過程中倖存。任何倖存碎片最可能落入海中。
眼前最受關注的是太空船最後穿越大氣層的旅程。對天文學家而言,這也代表一項任務的終結:它曾偵測到逾2,000次伽馬射線暴,觀測約1,400顆爆炸中的恆星,並引導其他天文台觀測可能在他人察覺前就消逝的天文事件。
印度哪些地區位於可能落區內?
雨燕天文台的軌道相對於赤道傾斜約20.6度。因此,它的軌跡大致保持在北緯20.6度至南緯20.6度之間,形成環繞地球中段的一條帶狀區域,太空船最後下降可能發生在這個範圍內。
在印度,這條帶狀區域涵蓋大致位於一條從西海岸達曼(Daman)延伸至東海岸奧迪夏邦克塔克(Cuttack)的界線以南地區。孟買、海得拉巴、班加羅爾和清奈都在範圍內。德里、加爾各答和印度北部大部分地區則在範圍外。
某座城市落在範圍內,代表太空船軌道經過這個緯度區間。碎片實際落點取決於雨燕天文台進入較稠密大氣層時的位置、解體情形,以及碎片之後的飛行路徑。要做出有用的預測,必須同時縮小下降時間範圍,以及太空船屆時的位置範圍。
這條帶狀區域也延伸至大片海洋。天文物理學家、杜倫大學榮譽教授強納森・麥克道爾(Jonathan McDowell)表示,若1,500公斤重的望遠鏡有多達100公斤倖存,他會感到意外。這個重量約占其質量的6.7%,說明下降時可能有多少材料被摧毀。
哪些部件可能倖存?風險有多大?
鎢的密度高於鉛,且能承受極高溫。森科指出,鎢製部件和鏡面碎片可能成為倖存殘骸。天文台進入較稠密的大氣層時,將承受強烈熱力和機械作用,導致大部分結構解體並燒毀。
澳洲國立大學天文物理學家布萊德・塔克(Brad Tucker)指出,地球表面約有70%是海洋、30%是陸地,這也是殘骸較可能落入海中的原因。實際結果將取決於雨燕天文台在軌道帶內的最後路徑。
據稱NASA對雨燕天文台的傷亡風險估算指出,地面上有人因碎片受傷的機率約為2,100分之1。另一項據稱由NASA提出的較廣泛估算則指出,太空碎片造成民眾傷亡的機率不高於1萬分之1。兩項數據的計算方法及涵蓋範圍尚未說明,因此無法確認如何調和兩者。
雨燕天文台的估算,是指在可能的碎片落區內任何地方有人受傷的可能性。對特定居民而言,機率小得多。科學家預期,對民眾和基礎設施的風險極低;大部分材料會被摧毀,倖存碎片最可能落入水域或人口稀少地區。
太陽活動如何加速雨燕天文台墜落
雨燕天文台在低地球軌道運作。那裡的大氣極為稀薄,但仍然存在。太空船在稀薄空氣中移動時會受到阻力,這股微弱的煞車力會逐漸帶走軌道能量,並降低飛行高度。
近年來,太陽活動增強,使地球高層大氣升溫並膨脹。更多空氣升至雨燕天文台飛行的高度,增加阻力,使天文台下降速度比預期更快。
軌道高度下降可能會加速自身衰退。望遠鏡飛得越低,就會遇到越稠密的空氣和越強的阻力,進而使高度進一步降低。接近地球時,大氣狀況即使只有些微變化,也可能改變預測的重返時間。
雨燕天文台於10月20日進行最後一次觀測。當它的高度降至約275公里時,NASA結束科學任務;在這個高度,阻力已使太空船無法穩定飛行,難以觀測目標。天文台系統於10月底前關閉。
救援機器人始終未能抵達望遠鏡
NASA聘請Katalyst Space嘗試抬升雨燕天文台的軌道,延長其科學任務壽命。這份合約價值約3,000萬美元,該公司的Link太空船搭載三支機械臂,原定用來抓住天文台,再將它推升至更高軌道。
Link於2026年7月發射,但姿態控制系統出現問題。在太空船工程中,姿態指的是方向,也就是飛行器朝向哪個方位。要靠近另一個物體並抓住它,可靠的控制能力至關重要。
這台機器人與雨燕天文台最近時仍相距約12至15公里。NASA於8月中止捕捉和升軌行動,Link本身則於9月重返大氣層。
救援行動放棄後,雨燕天文台恢復觀測,繼續偵測高能宇宙事件。它最終關機,是因日益縮小的軌道帶來物理限制,而不是救援失敗後科學任務立即終止。
雨燕天文台最後幾個月的關鍵日期
雨燕天文台最後一年歷經救援嘗試、短暫恢復觀測,以及最終失去指向穩定度。這段歷程說明,一座仍能有所發現的望遠鏡,如何走到工作壽命的終點。
- 2004年11月20日:雨燕天文台發射升空,原定主要任務為期兩年。
- 2026年7月:Katalyst Space發射Link,試圖捕捉雨燕天文台並抬升其軌道。
- 2026年8月:Link的姿態控制問題導致無法捕捉天文台,NASA中止救援行動。
- 2026年9月:Link重返地球大氣層。
- 2026年10月20日:雨燕天文台高度降至約275公里,進行最後一次科學觀測。
- 2026年10月底:天文台系統關閉。
- 2026年11月上旬:預測雨燕天文台將於11月4日或11月6日前後重返大氣層,追蹤工作仍在進行。
這項任務持續近22年,約為原定任務期限的11倍。延長服役時間,讓天文學家得以累積規模遠大於兩年任務所能蒐集的短暫而強烈事件紀錄。
雨燕天文台退役,天文學家失去什麼?
雨燕天文台以Swift Gamma-Ray Burst Explorer之名發射升空,任務是研究宇宙中一些能量最強大的爆炸。伽馬射線是一種能量極高的光。短暫的伽馬射線暴可能伴隨大質量恆星塌縮,或中子星碰撞;中子星是已死亡恆星留下、密度異常高的殘骸。
天文台能迅速轉向新偵測到的事件,因此得名「雨燕」。速度十分重要,因為爆炸訊號可能快速變化,觀測其最初階段的機會稍縱即逝。
NASA將雨燕天文台視為其他天文台的第一線偵察者,包括哈伯太空望遠鏡和詹姆斯・韋伯太空望遠鏡。雨燕天文台能辨識事件並發出警報,讓這些儀器進行更細緻的觀測。不同望遠鏡接著可以利用不同種類的光,研究同一事件。
它的科學成果不只包括伽馬射線暴和超新星。雨燕天文台也觀測彗星、小行星,以及黑洞撕裂附近恆星的過程。科學家仍在尋找替代方案,希望能兼具快速偵測、迅速轉向和向其他天文台發出警報的能力。
領導雨燕天文台控制團隊的賓州州立大學天文學家約翰・諾塞克(John Nousek),談到早已預料到的天文台實體終結時說:
在雨燕天文台發射之前,我們就知道這一天終究會到來。至少在低地球軌道上,升空的東西終究會落下。而那將是毀滅性的結局。
從太空及印度追蹤墜落路徑
美國太空軍正在監測雨燕天文台逐漸下降的軌道。雷達、望遠鏡和軌道測量資料有助追蹤機構估算太空船的高度、速度和路徑,並更新可能的重返大氣層時間範圍。
印度也有設備追蹤物體最後幾圈軌道。印度太空研究組織(ISRO)位於斯里哈里戈塔的多目標追蹤雷達,在條件允許時可追蹤即將重返大氣層的衛星和火箭殘骸。ISRO尚未宣布是否正在追蹤雨燕天文台。
雨燕天文台正在進行失控重返大氣層,意即自然的軌道衰減使它墜落,操作人員無法操控其最後下降路徑。在受控重返大氣層時,操作人員會刻意改變物體軌道,讓它朝選定的偏遠地區返回,通常是海上。
追蹤能更新預測;操控則需要太空船具備必要的推進和控制能力。對雨燕天文台而言,救援失敗後,最後的下降路徑由大氣阻力決定。阻力、方向和解體狀況的些微變化,都可能使預測持續變動,直到最後幾小時。
太空機構面臨日益嚴峻的除役挑戰
歐洲太空總署於9月發布《2026年太空環境報告》,資料統計至2025年底。報告記錄到,平均每天有3具以上完整衛星或火箭殘骸重返大氣層,也記錄到每天約有10枚新酬載發射升空。
ISRO《2025年印度太空態勢感知報告》記錄了1,911次重返大氣層事件,其中包括1,002具太空船、657件碎片、108具火箭殘骸和144件身分不明物體。當中有12件屬於印度。這些類別涵蓋完整物體和碎片,因此統計範圍比僅計算完整衛星及火箭殘骸更廣。
印度「無太空碎片任務」倡議由時任ISRO主席S.索馬納特(S. Somanath)於2024年4月宣布,目標是在2030年前讓所有印度太空行動者執行的任務不留下碎片。相關指引要求太空船和火箭殘骸完成任務後,應受控重返大氣層或移出軌道。
過往事故顯示,除役規劃至關重要。2022年4月,金屬物體墜落在馬哈拉什特拉邦錢德拉布爾縣,所幸未造成人員受傷。2024年3月,設備殘骸擊中美國佛羅里達州那不勒斯一處住宅。NASA確認該物體是國際太空站於2021年丟棄設備上的電池固定支架,原先預期會在大氣層中完全燒毀。
雨燕天文台事件凸顯太空機構面臨的兩難:盡可能延長高效能天文台的運作時間,同時確保它們最終安全返回。任何人若發現疑似太空船碎片,應避免觸碰並通報主管機關,因為碎片可能具有危險性。
重點整理
- 雨燕天文台在一項耗資約3,000萬美元的救援行動失敗後,即將失控重返大氣層。
- 預測它將於11月4日或11月6日前後重返大氣層,確切時間和地點仍不確定。
- 可能的碎片落區位於北緯約20.6度至南緯約20.6度之間,包括印度部分地區。
- 孟買、海得拉巴、班加羅爾和清奈位於這條帶狀區域內;德里和加爾各答則在範圍外。
- 望遠鏡大部分應會燒毀,但鎢製部件和鏡面碎片可能倖存。
- 倖存碎片最可能落入海中,科學家認為對個人的危險極低。
- 雨燕天文台近22年的工作成果包括偵測逾2,000次伽馬射線暴,以及觀測約1,400顆爆炸中的恆星。






