“身強(qiáng)體壯”的天宮二號(hào)為何此時(shí)“退休”？專家這樣說(shuō)

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室已于北京時(shí)間2019年7月19日21時(shí)06分受控離軌并再入大氣層，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。天宮二號(hào)受控再入大氣層，標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室階段全部任務(wù)圓滿完成。

“天宮二號(hào)設(shè)計(jì)在軌壽命兩年，目前在軌飛行已超過(guò)1000天。盡管已超期服役近一年，可平臺(tái)及載荷功能正常、狀態(tài)良好，所攜帶的推進(jìn)劑仍很充足，可以繼續(xù)支持其在軌飛行數(shù)年。”中國(guó)航天科技集團(tuán)五院天宮二號(hào)總設(shè)計(jì)師朱樅鵬說(shuō)，“無(wú)論從團(tuán)隊(duì)感情還是航天器在軌發(fā)揮的重要作用，我們都不愿與天宮二號(hào)割舍?！?/p>

既然還“身強(qiáng)體壯”，天宮二號(hào)為什么現(xiàn)在就要退休？

朱樅鵬表示，從在軌可靠性、安全性角度考量，必須對(duì)天宮二號(hào)進(jìn)行受控離軌，以確保萬(wàn)無(wú)一失。這彰顯了中國(guó)的大國(guó)擔(dān)當(dāng)與負(fù)責(zé)任的國(guó)際形象。

他介紹，隨著超期服役時(shí)間的不斷增加，天宮二號(hào)的在軌可靠性會(huì)有所下降。一旦出現(xiàn)在軌異常，處于近地軌道、天宮二號(hào)會(huì)因稀薄大氣的阻力，逐漸下落。如果以失控狀態(tài)墜入大氣層，一些高熔點(diǎn)材料有可能不會(huì)完全燒蝕，少量殘骸有可能落到地面，危及地面人員安全。

雖然地球表面大部分是海洋，殘骸落到陸地尤其是人口密集區(qū)域的概率極低，但這種可能性畢竟存在。我國(guó)在天宮二號(hào)狀態(tài)尚佳時(shí)實(shí)施受控離軌，就是為了徹底消除隱患，用百分百穩(wěn)妥、安全的方式履行大國(guó)責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

受控離軌是要讓天宮二號(hào)在指定時(shí)刻落在指定區(qū)域，這并不是簡(jiǎn)單發(fā)出一個(gè)離軌指令就能實(shí)現(xiàn)的。

為確保它落得準(zhǔn)，天宮二號(hào)飛控團(tuán)隊(duì)綜合考慮各方面因素，開(kāi)展了多輪模擬仿真，制定了翔實(shí)的飛控實(shí)施方案。在飛控過(guò)程中，飛控人員要實(shí)時(shí)監(jiān)控并快速調(diào)整天宮二號(hào)的離軌速度、角度，確保它以最佳姿勢(shì)進(jìn)入大氣層。

由于航天器在隕落過(guò)程中會(huì)發(fā)生解體，形成數(shù)量眾多、姿態(tài)不可控制的碎片，以“天女散花”的方式從天而降，落區(qū)影響的區(qū)域可達(dá)上千公里。為此天宮二號(hào)飛控團(tuán)隊(duì)制定了多種應(yīng)急處置預(yù)案，隨時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)各種情況。

這是我國(guó)航天史上第二次實(shí)施航天器受控離軌，首次受控離軌的是天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船。

不過(guò)，與天舟一號(hào)采取的“一步”飛控實(shí)施策略不同，天宮二號(hào)采取了“兩步走”的飛控實(shí)施策略：第一步將軌道降低到近地點(diǎn)200公里的橢圓軌道；第二步再將軌道降至近地點(diǎn)70公里的橢圓軌道，進(jìn)入大氣層。

朱樅鵬介紹，五院團(tuán)隊(duì)沒(méi)有沿用以往成熟的技術(shù)而另辟蹊徑，是為了更為充分、全面地搜集航天器主動(dòng)離軌的各類(lèi)數(shù)據(jù)，更好地掌握軌道特性。

天宮二號(hào)成功受控離軌意義重大。

在地球周?chē)?，大?0厘米的空間碎片超過(guò)2萬(wàn)個(gè)，這樣大小的空間碎片，足以給航天器造成致命傷害。如果看過(guò)電影《地心引力》，就能知道它們的危害。為此，在軌飛行的航天器不得不時(shí)常變軌避障，保護(hù)自身安全。令人頭疼的是，太空垃圾的治理非常困難。在離地球400多公里的近地軌道，太空垃圾需要十年時(shí)間才能自然衰落至大氣層內(nèi)燒掉。而中、高軌道上漂浮的碎片及廢棄航天器，或?qū)⒂肋h(yuǎn)成為在軌航天器的路障。所以主動(dòng)銷(xiāo)毀即將廢棄的航天器，避免讓它們留在太空，是維護(hù)軌道環(huán)境的重要手段。

天宮二號(hào)受控離軌，為廣泛推廣主動(dòng)離軌技術(shù)提供了有力支撐。航天器在離軌過(guò)程中要不斷調(diào)整姿態(tài)和速度，需要消耗一定燃料。如果受控離軌方案能不斷優(yōu)化，減少燃料消耗量，對(duì)航天器應(yīng)用有很大價(jià)值。畢竟，“回家”所需的“干糧”越少，航天器能在太空工作的時(shí)間就越長(zhǎng)。