一文讀懂：天宮一號無控返回大氣層 以最絢爛的方式回家

據中國載人航天工程辦公室發布，經北京航天飛行控制中心和有關機構監測分析，４月２日8時15分左右，天宮一號目標飛行器已再入大氣層，再入落區位於南太平洋中部區域，絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀。

天宮一號是中國研發的一個目標飛行器，目的是作為其他飛行器的接合點，為中國太空實驗室計劃的實驗性軌道飛行器，於2011年9月29日21時16分3.507秒發射升空。

天宮一號的升空，標誌著我國邁入載人航天工程“三步走”戰略的第二步第二階段，換言之，這標誌著我國已經擁有建立初步太空站，即短期無人照料的太空站的能力。

此後3年裡，天宮一號先後與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船交會對接，系統驗證了自動交會對接、人控/手動交會對接等關鍵支撐技術，讓我國成為世界上第三個自主掌握太空交會對接技術的國家。2016年3月16日，這個戰功赫赫的“中國造”全面完成使命，正式終止數據服務。

天宮在太空軌道上運行，為什麽會重返大氣層？

不少人可能覺得衛星離地面數百公里，位於太空之中，因此可以不受阻力的長時間甚至永久圍繞地球運行，準確的說其實並不是這樣的。

我們這裡所說的大氣層主要指的是稠密大氣層，是個人為定義的概念，國際航空聯合會定義100公里的高度為卡門線，將其作為大氣層和太空的界線。而實際上地球大氣層是一個逐漸過渡的結構，在地面上方1000多公里的高度仍然有稀薄的大氣或者是大氣粒子。因此近地衛星工作的高度雖然已經超過300公里，但依然會受到極為稀薄大氣層的微小阻力，但這些微小阻力累計後對軌道的影響就很大。

地球大氣層結構示意圖，可見地球衛星運行的軌道並非是絕對的真空區域

圖為天宮一號幾次軌道維持記錄，運行一段時間後就需要加速提升軌道高度。

飛行器一旦長時間不加速，軌道高度就會逐漸降低，降的越低大氣阻力也就越大，最終墜入稠密大氣層。

天宮無控再入大氣層難準確預測，也是因為變量太多

還有人可能覺得，現在有極為精確的雷達能探測飛行器的基本參數，還有超級電腦輔助，準確計算無控飛行器載入大氣層應該並不難，實際上也並不是這樣。

一方面100公里以上的大氣層並不均勻，變化多端，人們難以精確得知某一區域某一時刻的的大氣層詳細數據，這就為計算增加了誤差。

還有另一個比較麻煩的問題就是無控飛行器的姿態複雜。據德國弗勞恩霍夫高頻物理和雷達技術研究所的雷達影像，天宮在軌道上是在旋轉飛行的，這也是受到稀薄大氣持續影響的結果，因此飛行器不同時間姿態的受力又不同，因此哪怕有強大的電腦也難以利用這些參數，模擬出準確趨勢，只能得出一個大致數據並且有相當大的誤差。

雷達拍到的近期天宮一號影像，可見姿態在快速變化，一邊旋轉一邊飛行

天宮一號的威脅非常非常非常小

西方有些媒體，幾個月前就借天宮返回大氣層這件事炒作，這真是杞人憂天，目的不純。

實際上過去60年以來，我們大約經歷過6000種不同的失控人造太空物返回地球的情況，大多是廢棄的衛星和火箭的上半部分。砸到人身上的情況只有一例，但並沒有對那個人導致多大傷害。

而大部分天宮一號的“各種器官”都會在大氣層的燃燒過程中消失，只有大約20%-40%的構件有存活的概率落到地球上，大海，尤其是南太平洋很可能是它的主要“埋葬地”。

再者，以史為鑒可以說是最好的說明，統計一下歷史上大型飛行器無控返回大氣層的數據，比天宮一號大幾倍甚至十幾倍的設備都沒造成影響，一個天宮一號又有什麽風險可說？

天宮一號相比此前無控墜入大氣層的那些龐然大物要小得多，因此威脅也更低。

經過科學計算，被天宮一號的碎片砸中的概率是1.2兆分之一，比被閃電擊中的概率還要低一億倍。

天宮將以最絢爛的方式回家

天宮返回大氣層時隨著大氣密度增加將與空氣產生劇烈摩擦，大部分結構也在熾熱中被燒掉，由於天宮一號由大量各種元素材料構成，因此燃燒時產生的顏色也不盡相同，場面將十分絢爛。

天宮一號已經成功落幕，但中國航天太空站的建設進程才剛剛開始……

飛行器載入大氣層解體過程圖示

上圖為飛行器載入大氣層解體過程圖示，首先是外部太陽能電池板首先被稠密大氣層剝離，隨後主體結構在高溫中解體，最後大部分碎片在上千公里時速下與大氣層劇烈摩擦燒毀。

圖為歐洲太空總署的ATV-1飛船墜入大氣層時解體

歐洲太空總署的ATV-1飛船墜入大氣層時解體，劇烈的高溫下各類材料發出多種光芒，可以說這是一種十分絢麗多彩的落幕。