功勳太空飛行器天宮二號燃燒謝幕 權威解答為何「非毀不可」

2020-12-03 新京報

新京報快訊(記者 倪偉)天宮二號空間實驗室今晚「回家」。7月19日21時06分,天宮二號在地面指揮人員的指令下受控離軌,主體在大氣層中燒毀,少量殘骸落入南太平洋預定海域。

去年4月2日,天宮一號目標飛行器無控再入大氣層。不同的是,此次天宮二號採取受控方式離軌,這是繼天舟一號貨運飛船後,我國第二次實施太空飛行器受控離軌。

首次長達30天的航天員在軌駐留、首次「太空加油」、首次完成植物「從種子到種子」全過程生長實驗……主要使命完成後,天宮二號還發揮餘熱,參與量子通信等任務,超期服役1年多。作為空間站「先導」,天宮二號可謂功勳卓著。

天宮二號總設計師朱樅鵬表示,此次受控離軌是為了消除未來天宮二號對太空和地面環境可能造成的威脅,是中國人和平科學利用太空資源的生動實踐。

天宮二號空間實驗室示意圖。圖源:載人航天網

為何受控離軌?

——如果成為太空垃圾,對太空與地面造成雙重威脅

朱樅鵬介紹,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,處於近地軌道失控狀態的天宮二號,會逐漸下落。墜入大氣層後,一些高熔點材料有可能不會完全燒蝕,少量殘骸會落到地面,危及地面人員安全。

在地球周圍,直徑大於10釐米的空間碎片已超過2萬個,10釐米以上的空間碎片撞擊到太空飛行器,都是滅頂之災。太空中遍布著太空垃圾,經常讓馳騁的太空飛行器不得不變道、避障,主動銷毀太空飛行器已經成為國際上一個共同的追求。

隕落目的地有什麼講究?

——殘骸落入「太空飛行器墳場」

天宮二號殘骸的歸宿與天宮一號、天舟一號相同,都是南太平洋。

據中國載人航天工程辦公室消息,天宮二號剩餘的少量殘骸,將落入西經160度~90度、南緯30度~45度範圍內南太平洋預定安全海域。

這是國際通行做法。運行在近地軌道的大型太空飛行器退役後,各國通行方案都是讓其受控墜落到南太平洋深海區。此處四面與陸地距離都超過2000公裡,也被稱為「太空飛行器墳場」。

航天專家、「小火箭」微信公眾號創始人邢強向新京報記者介紹,這片區域不僅沒有人類活動,而且由于洋流影響,海洋生物也很少,不會對生態造成太大破壞。

太空飛行器隕落砸到人的概率有多大?

——50餘年來,從未有人受到再入太空飛行器殘骸的傷害

最近50餘年來,大約有15000噸以上的太空飛行器殘骸落回地球,從未傷害到人口密集地區的居民。NASA統計數據表明,僅2014年就有超過600個失效衛星、廢棄火箭末級和其他碎片再入地球大氣,總質量超過100噸,但沒有收到人員傷害或財產損失的報告。

歷史上,確實有過太空飛行器殘骸墜落大地,1979年美國「天空實驗室1號」隕落,最終隕落位置與預測偏離較遠。原計劃降落在南非開普敦以南1300公裡的海洋中,但碎片最終隕落至南印度洋海面和澳大利亞西部沙漠地區。

「天空實驗室1號」是以部分可控的方式隕落的,完全受控再入的太空飛行器,能更精準地墜落到安全地區。

去年,我國天宮一號目標飛行器因為正式終止數據服務,與地面失去了數據聯繫,以無控方式再入。邢強從2016年開始跟蹤計算天宮一號軌道,根據計算結果,天宮一號殘骸墜入海洋的機率一直在90%上下浮動。

由於其運行在約南北緯43°之間範圍內,根據其軌道經過地方的海洋與陸地面積比初步判斷,再依據近地點和遠地點參數推算出這一數據。最終,天宮一號安全墜落於南太平洋中部區域。

2016年9月15日,酒泉衛星發射中心,長徵二號F運載火箭將天宮二號空間實驗室發射升空。圖源:中國載人航天網

天宮二號離軌有何新意?

——探索優化技術,為廣泛推廣太空飛行器主動離軌提供支撐

記者從天宮二號研製方中國航天科技集團有限公司五院(中國空間技術研究院)獲悉,天宮二號受控離軌,為我國廣泛推廣太空飛行器主動離軌技術提供了支撐。

五院專家表示,因為要不斷調整姿態和速度,太空飛行器在離軌過程中要耗費不少燃料。如果受控離軌方案不斷優化,儘可能少地消耗燃料,對於中、高軌的太空飛行器應用價值很大,對於探索經濟、和諧、綠色、環保的空間事業發展道路意義重大。

據悉,此次天宮二號受控離軌對此進行了技術探索。五院天宮二號飛控團隊將充分研究、挖掘此次離軌數據,進一步優化受控離軌技術。

新京報記者 倪偉 編輯 樊一婧

校對 李世輝

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