郭兆煒 保石 科技日報記者 付毅飛

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，天宮二號空間實驗室已于北京時間2019年7月19日21時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。天宮二號受控再入大氣層，標志著中國載人航天工程空間實驗室階段全部任務(wù)圓滿完成。

“天宮二號設(shè)計在軌壽命兩年，目前在軌飛行已超過1000天。盡管已超期服役近一年，可平臺及載荷功能正常、狀態(tài)良好，所攜帶的推進劑仍很充足，可以繼續(xù)支持其在軌飛行數(shù)年。”中國航天科技集團五院天宮二號總設(shè)計師朱樅鵬說，“無論從團隊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割舍。”

既然還“身強體壯”，天宮二號為什么現(xiàn)在就要退休？

朱樅鵬表示，從在軌可靠性、安全性角度考量，必須對天宮二號進行受控離軌，以確保萬無一失。這彰顯了中國的大國擔當與負責任的國際形象。

他介紹，隨著超期服役時間的不斷增加，天宮二號的在軌可靠性會有所下降。一旦出現(xiàn)在軌異常，處于近地軌道、天宮二號會因稀薄大氣的阻力，逐漸下落。如果以失控狀態(tài)墜入大氣層，一些高熔點材料有可能不會完全燒蝕，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。我國在天宮二號狀態(tài)尚佳時實施受控離軌，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責任與擔當。

受控離軌是要讓天宮二號在指定時刻落在指定區(qū)域，這并不是簡單發(fā)出一個離軌指令就能實現(xiàn)的。

為確保它落得準，天宮二號飛控團隊綜合考慮各方面因素，開展了多輪模擬仿真，制定了翔實的飛控實施方案。在飛控過程中，飛控人員要實時監(jiān)控并快速調(diào)整天宮二號的離軌速度、角度，確保它以最佳姿勢進入大氣層。

由于航天器在隕落過程中會發(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)域可達上千公里。為此天宮二號飛控團隊制定了多種應(yīng)急處置預(yù)案，隨時準備應(yīng)對各種情況。

這是我國航天史上第二次實施航天器受控離軌，首次受控離軌的是天舟一號貨運飛船。

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

朱樅鵬介紹，五院團隊沒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離軌的各類數(shù)據(jù)，更好地掌握軌道特性。

天宮二號成功受控離軌意義重大。

在地球周圍，大于10厘米的空間碎片超過2萬個，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常變軌避障，保護自身安全。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成為在軌航天器的路障。所以主動銷毀即將廢棄的航天器，避免讓它們留在太空，是維護軌道環(huán)境的重要手段。

天宮二號受控離軌，為廣泛推廣主動離軌技術(shù)提供了有力支撐。航天器在離軌過程中要不斷調(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，對航天器應(yīng)用有很大價值。畢竟，“回家”所需的“干糧”越少，航天器能在太空工作的時間就越長。

相關(guān)鏈接：

天宮二號空間實驗室自2016年9月15日發(fā)射入軌以來，先后與神舟十一號載人飛船和天舟一號貨運飛船完成4次交會對接，成功支持2名航天員在軌工作生活30天，突破掌握航天員中期駐留、推進劑在軌補加等一系列關(guān)鍵技術(shù)，并在超期服役的300多天里，完成多項拓展試驗，為中國空間站研制建設(shè)和運營管理積累了重要經(jīng)驗。

▲天宮二號與天舟一號交會對接

作為我國第一個真正意義上的太空實驗室，天宮二號共搭載14項約600公斤重的應(yīng)用載荷，以及航天醫(yī)學實驗設(shè)備和在軌維修試驗設(shè)備，開展60余項空間科學實驗和技術(shù)試驗，圓滿完成各項既定任務(wù)，取得一大批具有國際領(lǐng)先水平和重大應(yīng)用效益的成果。

空間冷原子鐘

其中，天宮二號搭載的空間冷原子鐘是國際上首臺在軌運行的冷原子鐘，根據(jù)在軌測試結(jié)果推算冷原子鐘日穩(wěn)定度達到7.2E-16；中歐聯(lián)合研制的伽瑪暴偏振探測儀（POLAR）是國際首臺寬視場、高效率的專用宇宙伽馬射線暴偏振探測儀器，成功探測到55個宇宙伽瑪暴事例，為國際伽瑪暴聯(lián)合探測做出了重要貢獻。此外，天宮二號還搭載太空養(yǎng)蠶、雙擺實驗、水膜反應(yīng)等3個香港中學生太空科技設(shè)計大賽獲獎的實驗項目，取得了良好的社會效益。

中國載人航天工程于1992年正式立項實施，按照“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，先后成功將11艘載人飛船、1艘貨運飛船、1個目標飛行器、1個空間實驗室送入太空，實現(xiàn)11名航天員共14人次太空飛行和安全返回，圓滿完成第一步、第二步全部既定任務(wù)，為第三步建造中國人自己的載人空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題，奠定了堅實基礎(chǔ)。

2019年6月12日，中國載人航天工程辦公室和聯(lián)合國外空司，在維也納聯(lián)合發(fā)布第一批中國空間站空間應(yīng)用國際合作項目定選結(jié)果，來自全球5大洲17個國家的9個項目成功入選，標志著中國載人航天工程邁出從獨立自主發(fā)展到全球合作的重要一步。

目前，工程全線正在全力以赴加緊備戰(zhàn)空間站飛行任務(wù)。

天宮二號大事記：

2016年7月9日，天宮二號運抵酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場，開展總裝和測試工作。

2016年9月15日22時04分，長征二號F T2運載火箭搭載天宮二號空間實驗室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

2016年10月19日，神舟十一號載人飛船與天宮二號成功實現(xiàn)交會對接。航天員景海鵬和陳冬入駐天宮二號。

2016年10月23日7時31分，天宮二號成功釋放伴隨衛(wèi)星。

2017年4月22日，天舟一號貨運飛船與天宮二號順利完成自動交會對接。這是天宮二號首次與貨運飛船進行交會對接。

2017年4月27日，天舟一號貨運飛船與天宮二號成功完成首次推進劑在軌補加試驗。

2017年6月15日，天舟一號貨運飛船與天宮二號完成第二次推進劑在軌補加試驗。

2017年6月19日，天舟一號貨運飛船完成與天宮二號的繞飛和第二次交會對接試驗。

2017年9月12日，天舟一號貨運飛船完成與天宮二號的自主快速交會對接試驗。

2018年9月15日，天宮二號空間實驗室圓滿完成了在軌運行2年的目標，取得了階段性勝利。

2019年7月19日，天宮二號空間實驗室圓滿完成任務(wù)，再入大氣層，少量殘骸落入指定海域。

來源：科技日報 文中圖片來自網(wǎng)絡(luò)

[責任編輯：楊凡、楊本敬]

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