天宮二號(hào)功成身退

文/李洪波

北京時(shí)間7月19日晚21點(diǎn)06分，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室受控離軌并再入大氣層。中國(guó)載人航天工程辦公室宣布，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域，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。而這圓滿結(jié)局的最后一筆，正是“天宮二號(hào)”再入大氣層劇烈燃燒、最終落入茫茫大海的那道絢爛流光……

精心設(shè)計(jì)的主動(dòng)“退休”

“天宮二號(hào)”于2016年9月15日發(fā)射入軌。相對(duì)于“天宮一號(hào)”作為神舟飛船的目標(biāo)飛行器、主攻空間交會(huì)對(duì)接等基礎(chǔ)技術(shù)的定位，“天宮二號(hào)”作為空間實(shí)驗(yàn)室的作用發(fā)揮得更為突出。

“天宮二號(hào)”創(chuàng)造了中國(guó)載人航天最長(zhǎng)駐留紀(jì)錄，進(jìn)行了首次太空加油、首次“從種子到種子”的全過程空間植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)等10余項(xiàng)開創(chuàng)性的工作，在中國(guó)載人航天歷次任務(wù)中應(yīng)用項(xiàng)目最多，創(chuàng)造了中國(guó)航天史上的多個(gè)第一。

“天宮二號(hào)”的原設(shè)計(jì)壽命為2年，在原定的主要任務(wù)完成之后，由于一直狀態(tài)良好，超期服役了近10個(gè)月，又超額完成了一系列補(bǔ)充試驗(yàn)，實(shí)際共在軌1036天。

▲以地球?yàn)楸尘暗摹疤鞂m”“神舟”組合體圖像

事實(shí)上，直至此次主動(dòng)離軌前，“天宮二號(hào)”的平臺(tái)及載荷功能一切正常，狀態(tài)良好，攜帶的推進(jìn)劑預(yù)計(jì)還能繼續(xù)支持在軌飛行數(shù)年。也就是說，“天宮二號(hào)”直到隕落的那一刻，都仍然是身強(qiáng)體壯的狀態(tài)，是科研人員精心設(shè)計(jì)好，讓其主動(dòng)“退休”的。

兢兢業(yè)業(yè)保得善始善終

為什么要在“天宮二號(hào)”仍然一切正常時(shí)，主動(dòng)讓它再入大氣層燒毀呢？再多用幾年不是也很好嗎？

這里就不得不提到載人航天活動(dòng)的極高風(fēng)險(xiǎn)了——上天不容易，涅槃也危險(xiǎn)。

“天宮二號(hào)”重8.6噸、全長(zhǎng)10.4米、最大直徑3.35 米、太陽(yáng)翼翼展18.4 米。這樣的個(gè)頭和體重要發(fā)射上天本就不容易，而它又工作在近地軌道，壽終正寢時(shí)畫句號(hào)的唯一方式就是再入大氣層燒毀。

▲ “天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)”進(jìn)行交會(huì)對(duì)接

一般而言，此類大型航天器再入大氣層時(shí)，與大氣的劇烈摩擦?xí)a(chǎn)生上千攝氏度的高溫，足以燒毀大部分組件。但航天器的一些核心元器組件在制造中會(huì)采用耐高溫的材料，難以完全燒毀，也就多多少少會(huì)有一些殘骸落回地表，如果軌道控制得不好的話，就可能砸到“花花草草”。

歷史上，美國(guó)宇航局就因?yàn)椴荒苡行Э刂瓶臻g實(shí)驗(yàn)室的再入而嚇出過一身冷汗。

1979年，由于對(duì)太陽(yáng)黑子數(shù)預(yù)報(bào)的偏差，美國(guó)的第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室——“天空實(shí)驗(yàn)室1號(hào)”在不受控的情況下隕落，最終殘骸落區(qū)位置嚴(yán)重偏離了預(yù)測(cè)區(qū)域。原預(yù)測(cè)殘骸會(huì)落在南非開普敦以南1300公里的海洋中，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(qū)，跑偏近1/4 個(gè)地球。

▲“天舟一號(hào)”和“天宮二號(hào)”完成繞飛任務(wù)

當(dāng)時(shí)，美國(guó)宇航局曾萬分擔(dān)心，如果其殘骸落入人口稠密區(qū)造成傷亡和損失的話，美國(guó)宇航局將面對(duì)公眾輿論和國(guó)會(huì)的廣泛質(zhì)疑。而美國(guó)天空實(shí)驗(yàn)室的這一次隕落事件也讓航天界意識(shí)到，空間實(shí)驗(yàn)室一類的超大型航天器無控再入的巨大風(fēng)險(xiǎn)——真不知道殘骸最終會(huì)掉到地球上的哪個(gè)旮旯。

就此而言，“天宮二號(hào)”在一切正常時(shí)主動(dòng)受控離軌，確保了整個(gè)再入過程萬無一失，是出于極為慎重和負(fù)責(zé)任的考慮。

同時(shí)，“天宮二號(hào)”的離軌過程本身也是對(duì)航天器主動(dòng)受控離軌技術(shù)的一次探索?！疤鞂m二號(hào)”的殘骸最終落入了南太平洋深海區(qū)。該處四面與陸地距離都超過2000 公里，被稱為“航天器墳場(chǎng)”，也是“天宮一號(hào)”殘骸的最終歸宿。而這善始善終的背后，是中國(guó)航天人一貫的兢兢業(yè)業(yè)。