天宮一號墜入大氣層焚毀，中國將於2022年建成空間站

2018年4月2日，中國首個空間實驗室「天宮一號」墜入大氣層焚毀。天宮一號是中國首個「目標飛行器」，其主要目的在於和神舟飛船（稱「追蹤飛行器」）配合完成交會對接飛行測試，為建設空間站積累經驗。其在軌工作1630天，失聯759天，在地球引力下軌道高度不斷衰減，最終於4月2日早晨8點15分墜入大氣層焚毀。據報道，該次墜落沒有造成任何危險。

天宮一號焚毀：北京時間4月2日am8:15，天宮一號再入大氣層， 1分鐘後殘骸墜落南太平洋中部海域（圖為視頻模擬）

天宮一號於2011年9月29日發射升空，是中國空間站的起點

2008年9月，在神舟七號完成「出艙」任務後，中國載人航天工程將重點轉為突破「空間飛行器交會對接」技術，為建立空間實驗室做準備。「天宮一號」實際上是一個空間實驗室的雛形，其主要任務在於，作為「目標飛行器」和其後發射的飛船（稱「追蹤飛行器」）配合完成交會對接飛行試驗，並保障航天員在軌短期駐留期間的生活和工作，開展相關空間實驗，初步建立短期載人、長期無人獨立可靠運行的空間實驗平台，為建造空間站積累經驗。

天宮一號與神舟九號載人飛船交會對接示意圖，兩者均在高速飛行中

交會對接是指兩個航天器在空間軌道上會合併在結構上連成一個整體的技術，是實現航天站、太空梭、太空平台和空間運輸系統的空間裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌道上服務的先決條件。它與天地往返、出艙行走並稱載人航天活動的三大基本技術

天宮一號空間實驗室於2011年9月29日在酒泉發射升空，設計壽命兩年。在役期間共完成和神舟八號、九號、十號飛船的六次交會對接任務，並於2016年3月16日超期服役近兩年半後失聯。其發射標誌著中國邁入中國航天「三步走」戰略的第二步第二階段（即：掌握空間交會對接技術及建立空間實驗室）；同時也是中國空間站的起點，標誌著中國已經擁有建立初步空間站，即短期無人照料的空間站的能力。據稱，中國將於2022年建成空間站。

在軌工作1630天，完成六次交會對接任務

作為中國空間站的前身，在役期間，天宮一號先後與神舟八號、九號、十號飛船配合完成六次交會對接任務，共計接待6名航天員，完成多項科學實驗。

天宮一號（右）與神舟八號進行遙控交會對接示意圖，神舟八號在後追逐對接

2011年11月，天宮一號完成與神舟八號飛船的兩次「無人自動交會對接」：第一次對接成功之後，組合體共計運行12天，並在撤離之後再次對接。該次試驗標誌著我國已經成功突破了空間交會對接及組合體運行等一系列關鍵技術。神八返回艙於2011年11月17日返回地面。

神舟九號航天員在交會對接成功後進入天宮一號自拍留念

2012年6月，天宮一號與神舟九號飛船配合完成兩次「載人空間交會對接」：三名航天員（景海鵬、劉旺、劉洋）乘坐神九進入天宮一號實驗艙內。這是中國實施的首次載人空間交會對接，也是載人航天飛船首次在夏季發射。作為自動交會對接的應急保障，此次飛行任務還首次驗證了手控交會對接技術。

神舟十號航天員在進入天宮一號後進行了太空授課活動

2013年6月，天宮一號完成與神舟十號飛船的兩次載人對接：飛行乘組由三名航天員——聶海勝、張曉光和王亞平組成。該次飛行測試中，組合體共計在軌運行15天，並首次開展了中國航天員太空授課活動。6月26日，神舟十號載人飛船返回艙返回地面，意味著交會對接任務完美收官，中國進入應用性太空飛行時代。

超期服役兩年半，2016年3月16日失聯

六次對接之後，天宮一號即完成主要使命。本著「充分利用、挖掘潛力」的原則，有關部門精心運營維護、嚴密實施監控，繼續利用天宮一號開展了航天技術試驗、對地遙感應用和空間環境探測，驗證了低軌長壽命載人航天器設計、製造、管理、控制相關技術，獲取了大量有價值的數據信息和應用成果，為空間站的建設運營和載人航天成果的應用推廣積累了重要經驗。

2016年3月16日，在超期服役近兩年半之後，天宮一號的通信系統失靈，對地面呼叫無應答，從此進入「睡眠」狀態。就在其失聯當天，中國載人航天工程辦給出監測數據：軌道高度370km，在稀薄大氣阻力下已無法抵抗地球引力，將以每天100m高度的速度衰減，預計於2017下半年-2018年4月間落入大氣層。

墜入大氣層焚毀，未出現任何危險狀況

世界各地均對天宮一號的這次失控墜落抱以極大興趣，從歐洲空間局（ESA）到北美防空司令部（NORAD），從全球的航天愛好者到各大航天網站，都在用自己所掌握的數據預測天宮一號何時會重返大氣層，沒有燒盡的殘片會落在什麼區域。天宮一號不僅在業內掀起一場航天器墜落數據預測比賽，在推特、臉書等國際社交平台上也成為熱門話題。

因為受到再入角度、阻力等因素的影響，截至今日凌晨，天宮一號的再入時間都還具有很大的不確定性，其墜落時間比預期一再推遲。最終，在今天早晨8點15分，天宮一號再入大氣層。這場預測競賽終於在一場「煙火秀」中落下帷幕。短短1分鐘後，其殘骸墜落在人跡罕至的南太平洋中部海域。幾乎可以肯定，不僅沒有砸到任何人類密集居住區，連花花草草也沒碰到。

天宮一號在太空中飛行2389天之後，終於重回地球懷抱

天宮二號仍在役，下一步是建設中國空間站

天宮一號是中國首個空間實驗室，是中國空間站建設的起點。早在1992年，中國就確立了以建立空間站為目標的航天計劃。該計劃分三步，第一步是載人飛船階段，目標是能夠把宇航員送到太空，正常運行若干天，並成功返回；第二步是空間實驗室階段，在這個階段要解決組裝、交會對接、補給以及物質循環利用等四大技術。這些技術關係到空間站的組裝、宇航員在空間站的生存等關鍵問題。天宮一號就是中國在第二步計劃中為了解決交互對接問題而發射的一個目標飛行器，在被送往太空之後，通過對接被改造成一個短期有人照料的空間實驗室。

在天宮一號之後，中國又於2016年9月15日發射了天宮二號，它是中國首個真正意義上的空間實驗室。天宮二號的任務是完成再生式循環系統、有效載荷和應用系統的實驗以及其他一些科研項目，包括量子通信、暗物質探測等。

經過空間實驗室階段，在中國的載人航天「三步走」計劃中，中國最終要建設的是一個規模較大、長期有人參與的國家級太空實驗室，即一個基本型的空間站。據稱，該空間站將於2022年建成，是一個由3個20噸左右的結構組成的T字型結構。其核心艙將在2020年發射。

中國空間站概念圖，其上對接一隻神舟載人飛船（最內）和一隻天舟貨運飛船（最外）

作者 | 高佩雯 中國科學院物理所凝聚態物理博士

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