“身強體壯”的天宮二號為何此時“退休”？專家這樣說

郭兆煒 保石 科技日報記者 付毅飛

據中國載人航天工程辦公室消息，天宮二號空間實驗室已於台灣時間2019年7月19日21時06分受控離軌並再入大氣層，少量殘骸落入南太平洋預定安全海域。天宮二號受控再入大氣層，標誌著中國載人航天工程空間實驗室階段全部任務圓滿完成。

《獨家視頻 天宮二號再入大氣層瞬間》視頻來源：央視新聞

“天宮二號設計在軌壽命兩年，目前在軌飛行已超過1000天。儘管已超期服役近一年，可平台及載荷功能正常、狀態良好，所攜帶的推進劑仍很充足，可以繼續支持其在軌飛行數年。”中國航天科技集團五院天宮二號總設計師朱樅鵬說，“無論從團隊感情還是航天器在軌發揮的重要作用，我們都不願與天宮二號割捨。”

既然還“身強體壯”，天宮二號為什麽現在就要退休？

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。一旦出現在軌異常，處於近地軌道、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尚佳時實施受控離軌，就是為了徹底消除隱患，用百分百穩妥、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域，這並不是簡單發出一個離軌指令就能實現的。

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，飛控人員要實時監控並快速調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。

由於航天器在隕落過程中會發生解體，形成數量眾多、姿態不可控制的碎片，以“天女散花”的方式從天而降，落區影響的區域可達上千公里。為此天宮二號飛控團隊制定了多種應急處置預案，隨時準備應對各種情況。

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據，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，大於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燒掉。而中、高軌道上漂浮的碎片及廢棄航天器，或將永遠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提供了有力支撐。航天器在離軌過程中要不斷調整姿態和速度，需要消耗一定燃料。如果受控離軌方案能不斷優化，減少燃料消耗量，對航天器應用有很大價值。畢竟，“回家”所需的“乾糧”越少，航天器能在太空工作的時間就越長。