落入南太平洋，天宮一號今晨「落葉歸根」

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。

中國航天員的首個「太空之家」

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里度過了難忘的太空時光。」

2011年11月1日，神舟八號飛船升空，兩天後與天宮一號完成了「太空之吻」。組合體運行12天後，兩者分離並再次對接，標誌著我國成功掌握了空間交會對接及組合體運行等一系列載人航天關鍵技術。

2012年6月18日，神舟九號飛船與天宮一號對接成功，航天員景海鵬、劉旺、劉洋進入天宮一號，成為了這個「太空之家」的第一批主人。他們在天宮一號里駐留了10天，圓滿完成了手控交會對接等近30項在軌實驗試驗任務。其中，劉旺以在地面接受的近1500次訓練為基礎，在太空打出了完美「十環」，以極高精度圓滿完成了我國首次手控交會對接任務。

一年後，神舟十號出發了。2013年6月13日，神舟十號任務乘組聶海勝、張曉光、王亞平進入天宮一號。他們在裡面工作了12天，完成了30多項在軌實驗試驗任務。6月20日，王亞平在天宮一號里，向全國8萬餘所中學6000多萬名師生直播了一場太空科普。這次太空授課不僅拉近了航天和公眾的距離，表現了中國航天的自信、開放，也在廣大青少年心中播下了追尋夢想的種子，成為科技與教育有機結合的一次成功典範。6月25日早上，三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

作為神舟飛船來說，它就相當於是一輛轎車。對天宮一號和天宮二號空間實驗室來說，它是相當於這個一室一廳的房子。

在近地軌道運行的大型航天器，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公里以上時，軌道大氣屬於自由分子流，航天器姿態相對穩定，軌道衰減率約為平均每天百米量級；當軌道介於250公里至100公里之間時，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公里以下，航天器再入稠密大氣層，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。

這是真實的天宮一號！全長10.4米，最大直徑3.35米，起飛質量約8.5噸，設計在軌壽命2年。

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公里的軌道上（近地點高度約130.9公里、遠地點高度約134.6公里、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。

怕被砸到？概率是被雷劈的億分之一

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，經進一步計算複核，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，其它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。

即使是質量更大的航天器返回，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噸以上的人造航天器殘骸落回地球。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·威廉姆斯的美國人擦肩而過。

鑒於地球表面70%是海洋，航天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幾率還要小百萬倍。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更是高達1.2萬分之一。悉尼大學航空航天學院空間工程執行總監霍姆斯更是表示：「你今天穿過悉尼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，航天器再入這種事，真的沒必要擔憂。

來源：科技日報

編輯：陳小柒

審核：王小龍

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