郭兆煒 保石 科技日?qǐng)?bào)記者 付毅飛

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。”

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。

在地球周圍，大于10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)。

相關(guān)鏈接：

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室自2016年9月15日發(fā)射入軌以來(lái)，先后與神舟十一號(hào)載人飛船和天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船完成4次交會(huì)對(duì)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(jìn)劑在軌補(bǔ)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(xiàng)拓展試驗(yàn)，為中國(guó)空間站研制建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理積累了重要經(jīng)驗(yàn)。

▲天宮二號(hào)與天舟一號(hào)交會(huì)對(duì)接

作為我國(guó)第一個(gè)真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室，天宮二號(hào)共搭載14項(xiàng)約600公斤重的應(yīng)用載荷，以及航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和在軌維修試驗(yàn)設(shè)備，開展60余項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，圓滿完成各項(xiàng)既定任務(wù)，取得一大批具有國(guó)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(hào)搭載的空間冷原子鐘是國(guó)際上首臺(tái)在軌運(yùn)行的冷原子鐘，根據(jù)在軌測(cè)試結(jié)果推算冷原子鐘日穩(wěn)定度達(dá)到7.2E-16；中歐聯(lián)合研制的伽瑪暴偏振探測(cè)儀（POLAR）是國(guó)際首臺(tái)寬視場(chǎng)、高效率的專用宇宙伽馬射線暴偏振探測(cè)儀器，成功探測(cè)到55個(gè)宇宙伽瑪暴事例，為國(guó)際伽瑪暴聯(lián)合探測(cè)做出了重要貢獻(xiàn)。此外，天宮二號(hào)還搭載太空養(yǎng)蠶、雙擺實(shí)驗(yàn)、水膜反應(yīng)等3個(gè)香港中學(xué)生太空科技設(shè)計(jì)大賽獲獎(jiǎng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，取得了良好的社會(huì)效益。

中國(guó)載人航天工程于1992年正式立項(xiàng)實(shí)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(yùn)飛船、1個(gè)目標(biāo)飛行器、1個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室送入太空，實(shí)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(guó)人自己的載人空間站，解決有較大規(guī)模的、長(zhǎng)期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2019年6月12日，中國(guó)載人航天工程辦公室和聯(lián)合國(guó)外空司，在維也納聯(lián)合發(fā)布第一批中國(guó)空間站空間應(yīng)用國(guó)際合作項(xiàng)目定選結(jié)果，來(lái)自全球5大洲17個(gè)國(guó)家的9個(gè)項(xiàng)目成功入選，標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程邁出從獨(dú)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(hào)大事記：

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

2016年9月15日22時(shí)04分，長(zhǎng)征二號(hào)F T2運(yùn)載火箭搭載天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)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(hào)載人飛船與天宮二號(hào)成功實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。航天員景海鵬和陳冬入駐天宮二號(hào)。

2016年10月23日7時(shí)31分，天宮二號(hào)成功釋放伴隨衛(wèi)星。

2017年4月22日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)順利完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。這是天宮二號(hào)首次與貨運(yùn)飛船進(jìn)行交會(huì)對(duì)接。

2017年4月27日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)成功完成首次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加試驗(yàn)。

2017年6月15日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)完成第二次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加試驗(yàn)。

2017年6月19日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船完成與天宮二號(hào)的繞飛和第二次交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)。

2017年9月12日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船完成與天宮二號(hào)的自主快速交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)。

2018年9月15日，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室圓滿完成了在軌運(yùn)行2年的目標(biāo)，取得了階段性勝利。

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

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 文中圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

[責(zé)任編輯：楊凡、楊本敬]

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