天宮一號「落葉歸根」
本報記者 付毅飛
在太空飛行了6年半的天宮一號回來了。4月2日，它再次飛越祖國上空，經過了北京、上海、南京、廣州、香港……8時15分左右，它重新進入大氣層，化作無數碎片，在天空中留下了一道道流星，最後落入南太平洋中部區域。用這種方式，它跟鄉親父老完成了永別，落葉歸根。
公元1076年的中秋節，宋代詩人蘇軾通宵歡飲，寫下了《水調歌頭⋅明月幾時有》，詞中唱道：「明月幾時有，把酒問青天。不知天上宮闕，今夕是何年……」2011年9月29日，中秋節過後不久，天宮一號這座印著五星紅旗的「宮闕」，轟轟烈烈地進入了太空，為中國航天史留下了濃墨重彩的篇章。
超出計劃的跨越發展
2011年9月29日19時，漠北酒泉雲淡風輕，金秋落日的餘暉灑在高高聳立的發射塔架上。中國載人航天工程總設計師周建平輕舒一口氣，緩緩從指揮席起身，走到指揮樓的露天平臺，遙望著佇立在不遠處塔架上的長徵二號F運載火箭和天宮一號。2小時後，他將指揮一次超出載人航天工程「三步走」戰略原本計劃的發射，思緒又回到從前……
2003年，航天員楊利偉完成我國首次載人航天飛行後，中國載人航天工程第一階段任務圓滿收官。第二階段的核心任務是空間交會對接，我國最早制定的方案是將神舟飛船軌道艙改造後留軌飛行，作為目標飛行器與後續飛船進行無人、載人空間交會對接。這個方案已比航天大國早期的交會對接試驗方法邁進了一大步，且技術風險較小。
然而航天人經過科學分析和深入評估，認為我國完全具備進一步跨越發展的條件，於是建議中央調整原來的計劃安排，直接發射8噸級的目標飛行器，兼做空間實驗室，一併實現自動交會對接、手動交會對接、中長期太空駐留的目標。
首次新增撓性慣性測量組合、首次使用迭代制導技術、首次採用馮⋅卡門曲線整流罩……面對全新的技術和設備，7000餘名參研參試人員夜以繼日。8次火箭總檢查，234種故障預案處置演練，在不到20天裡全部一次性順利通過……
這才有了當天21時36分，天宮一號的準確入軌。
天宮一號的控制系統、能源系統、動力系統……從裡到外、從大件到細節，使用了超過80%的新設備新技術，遠高於新研航天飛行器不超過30%新技術的慣例。
中國載人航天工程航天員系統副總設計師黃偉芬說：「天宮一號是航天員的『太空之家』，在那裡我國航天人創造了諸多首次——首次手控交會對接、女航天員首飛、首次太空授課等。神舟九號、十號任務航天員在天宮一號裡度過了難忘的太空時光。」
2013年6月25日早上，神舟十號乘組3名航天員仔細地查看了天宮一號每一個角落。最後離開的指令長聶海勝在完成狀態確認後，與已經進入飛船軌道艙的張曉光、王亞平一起，向天宮一號敬禮告別。
在軌運行期間，天宮一號幫助我國突破和掌握了空間交會對接技術、組合體控制技術；驗證了在軌中長期飛行的生命保障技術，完成了多項航天醫學實驗；開展空間環境探測、地球環境監測，提供應用數據服務……2016年3月16日，它正式終止數據服務，全面完成使命，進入軌道衰減期。
預測「天宮」歸期是門技術活
在近地軌道運行的大型太空飛行器，使命結束後會受地球大氣環境阻力影響而離軌衰降。在軌道高度250公裡以上時，軌道大氣屬於自由分子流，太空飛行器姿態相對穩定，軌道衰減率約為平均每天百米量級；當軌道介於250公裡至100公裡之間時，大氣處於自由分子流向熱成層稀薄流過渡的區域，密度顯著增強，氣動阻力迅速增加，軌道衰減會加速；當軌道高度降至100公裡以下，太空飛行器再入稠密大氣層，受氣動力和力矩急劇增加影響，其將解體並燒蝕。
天宮一號的歸期一直備受關注。近一年多，中國載人航天工程官網持續定期發布其軌道狀態，全球多家機構也在跟蹤天宮一號的動態，預測它何時再入大氣層。然而，這種預測實在是門技術活，變數多，難度大。直至今年3月上旬，各機構預測的再入時間跨度仍達半個月左右。
航天專家、中國航天科工集團二院研究員楊宇光向科技日報記者介紹，按現在的技術，通常只能在最後2小時才能確定空間物體的再入時間，主要原因是高層大氣阻力的影響難以估計。他說，高層大氣的密度會受多種因素影響，例如不同高度、經緯度，不同季節乃至一天中的不同時段，大氣密度都會變化。這些變化尚有規律可循，如果出現劇烈太陽活動，會造成高層大氣密度成倍增加，有時甚至能增長上百倍。
歐空局太空殘骸辦公室4月1日宣稱，天宮一號墜落時間可能在4月2日7點30分�7小時。據中國載人航天工程辦公室4月2日發布，2日6時20分，天宮一號運行在平均高度約132.75公裡的軌道上(近地點高度約130.9公裡、遠地點高度約134.6公裡、傾角約42.7度)，預計再入時間為4月2日8時42分(最早時間8時24分，最晚時間9時01分)，再入區域中心點位於西經40.4度，南緯27.4度。
被碎片砸到的概率低於萬億分之一
對於天宮一號的告別，有人傷感，也有人擔心。近年來，不斷有外媒稱天宮一號會對地面環境及安全造成威脅。
記者了解到，中國駐聯合國(維也納)代表團數次在致秘書長的普通照會中提及天宮一號。在2018年3月26日的照會中稱，經進一步計算覆核，天宮一號在再入過程中絕大部分結構部件將燒蝕銷毀，對航空活動和地面人員、設施造成危害的概率極低。
哈佛大學天文學家喬納森⋅麥克道爾估計，天宮一號只有100至200千克的殘骸會落到陸地或海洋。更有專家認為，天宮一號僅重8.5噸，且沒有熱防護設計，基本會在大氣層中燒蝕殆盡。
實際上，人類歷年所有的載人航天任務，都伴隨著飛船殘骸的返回。比如我國神舟飛船和俄羅斯聯盟飛船均由推進艙、服務艙、返回艙等構成，只有經過特殊保護的返回艙能安全著陸，其他部分都會在空中焚毀。而俄羅斯進步號、中國天舟號等貨運飛船，也都會整體返回大氣焚毀。例如每年國際空間站任務都會焚毀大約4艘重達7噸的進步號；我國的天舟一號返回重量與天宮一號接近，已經在2017年9月22日返回地球並完全焚毀；歐洲曾經的ATV貨運飛船重達10噸，在總共5次任務中全部焚毀在大氣中，日本6艘重10噸的HTV貨運飛船也是如此。
即使是質量更大的太空飛行器返回，也沒有出現過碎片擊中人類的記錄。從1971年到1991年，蘇聯7個重達18.5噸至19.8噸的禮炮系列空間站先後返回地球，都成功焚毀在大氣中；1979年，美國重達77.1噸的天空實驗室再入大氣，事後僅在地表發現了幾十個碎片。2001年，俄羅斯重達129.7噸的和平號空間站，在一艘貨運飛船輔助下墜落於南太平洋，雖然應該有碎片，但至今未被發現。從20世紀60年代到現在，大約有15000噸以上的人造太空飛行器殘骸落回地球。英國廣播公司4月1日稱，天宮一號在史上失控墜落物體中重量排名約第50位。
最驚險的記錄發生在1997年，一塊落入地球的美國火箭第二級碎片，與一位名叫洛蒂⋅威廉士的美國人擦肩而過。
鑑於地球表面70%是海洋，太空飛行器殘餘碎片落向人口密集地區的概率極低，擊中人類的概率更是微乎其微。有專家計算，這一概率低於萬億分之一，比中美國威力球彩票大獎的機率還要小百萬倍。有數據顯示，每小時有2萬顆隕石的流星雨爆發時，普通人被砸到的概率是7億分之一；人一生中被雷劈的概率則為1.2萬分之一。雪梨大學航空航天學院空間工程執行總監霍姆斯更是表示：「你今天穿過雪梨一條馬路被汽車撞倒的可能性，比被天宮一號擊中的可能性大得多。」
相比之下，太空飛行器再入這種事，真的沒必要擔憂。