“身強(qiáng)體壯”的天宮二號為何此時“退休”？專家這樣說

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，天宮二號空間實(shí)驗(yàn)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(biāo)志著中國載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室階段全部任務(wù)圓滿完成。

“天宮二號設(shè)計(jì)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(jìn)劑仍很充足，可以繼續(xù)支持其在軌飛行數(shù)年?！敝袊教炜萍技瘓F(tuán)五院天宮二號總設(shè)計(jì)師朱樅鵬說，“無論從團(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割舍。”

既然還“身強(qiáng)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(jìn)行受控離軌，以確保萬無一失。這彰顯了中國的大國擔(dān)當(dāng)與負(fù)責(zé)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(diǎn)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(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責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

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(shí)現(xiàn)的。

為確保它落得準(zhǔn)，天宮二號飛控團(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。在飛控過程中，飛控人員要實(shí)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(jìn)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(dá)上千公里。為此天宮二號飛控團(tuán)隊(duì)制定了多種應(yīng)急處置預(yù)案，隨時準(zhǔn)備應(yīng)對各種情況。

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

不過，與天舟一號采取的“一步”飛控實(shí)施策略不同，天宮二號采取了“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(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。