天宮一號「熔」歸故里 未發現對地面造成損害

文/羊城晚報記者 李妹妍 溫建敏 實習生 袁夢菲

在太空飛行約六年半的天宮一號回來了。中國載人航天工程辦公室4月2日發布消息稱,當天8時15分左右,天宮一號目標飛行器已再入大氣層,再入落區位於南太平洋中部區域。

經北京航天飛行控制中心和有關機構監測分析,天宮一號絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀。2日,中國外交部發言人耿爽答記者問時表示,「目前沒有發現對地面造成損害。」

中國航天員在太空中的第一個「家」,用這極盡絢爛的方式,完美謝幕。

A

漫漫歸途

中斷數據服務兩年後還在天上

今年3月28日,和往常一樣,中國載人航天工程辦公室在官網上發布公告,通報了天宮一號目標飛行器的近地點高度、遠地點高度和傾角等軌道狀態。但公告末尾,不見了往常的「形態未發生異常」,取而代之的是:「預計北京時間2018年4月1日±1天再入大氣層。」

這是自3月26日中國官方正式宣布「天宮一號即將再入大氣層燒毀」後,首次在每日軌道狀態公告中加入了相關的監測預報內容,也是天宮一號在2016年3月中斷數據服務後,漫漫歸途第一次有了精確預報的返航日期。

在等待天宮一號歸來的日日夜夜裡,地面科研人員對其每天的飛行狀態投入了嚴密的監控,也發布著越來越密集、越來越精準的預報。羊城晚報記者查詢發現,天宮一號正式終止數據服務約一年之後,2017年3月13日,中國官方開始發布天宮一號軌道狀態監測公告,頻率為每周一次。一年之後,2018年3月14日,軌道狀態每周一報變成了每日一報。

2016年9月14日,中國載人航天工程辦公室副主任武平正式對外證實,天宮一號已經完成了歷史使命,進入軌道衰減期,「正以每天100米左右的速度衰減。」

在距離地球表面300公里到1000公里的近地軌道上,運行著空間站和各類衛星等航天器。這些航天器在完成自身使命或報廢失效後,都將離開運行軌道並最終再入大氣層。中國空間技術研究院載人航天總體部工程師範高潔表示,在最終再入大氣層之前,天宮一號就處於軌道衰減階段。

但天宮一號的回家路超出了科研工作者們的預期:「預計2017年隕落」的天宮一號不僅跨越了2017年,還安然度過了中國農曆新年。直到2018年3月,這一歸途終於接近尾聲——天宮一號高度越來越低,已經徘徊在大氣層的邊緣。

燒蝕銷毀

目前未發現對地面造成損害

徘徊在「家門外」的天宮一號將以怎樣的姿態再入大氣層?科研工作者們對此進行了嚴密的計算。

「我們能夠通過地面測控系統精確地測量出天宮一號的運行軌跡,通過計算精準預測出它的再入速度和再入角等信息。」范高潔表示,同時,天宮一號的構型及組成是已知的,我們能夠計算和模擬出天宮一號進入大氣層之後每一步的燒蝕、解體的情況。

范高潔介紹稱,根據理論研究和歷史上天空實驗室、和平號空間站等大型航天器再入大氣層的飛行經驗,大型航天器進入大氣層後燒蝕解體的一般過程可以簡要概括為大型設備的分離解體、航天器的解體、碎片燒盡三個階段。

在進入大氣層初期,在100公里左右的高空中,安裝在航天器外部的太陽電池板、大型天線等設備在大氣阻力作用下開始撕裂,在劇烈的氣動摩擦中,這些設備從主結構上撕裂、脫落,與航天器本體分離後被大氣層摩擦、燒蝕。

隨著航天器的溫度繼續升高,在80公里左右的高空中,艙體受到的氣動摩擦和氣動熱會愈演愈烈,在高溫和大氣阻力的雙重作用下,航天器的主體結構、內外部設備陸續與航天器本體發生分離,航天器攜帶的剩餘燃料甚至可能發生爆炸加快解體和燃燒的速度。

范高潔稱,在墜落過程中,航天器的碎片繼續受到氣動熱和氣動力的雙重作用熔化或燃燒,質量和體積逐漸減小,其中大部分碎片在到達地面前已燒盡,不會到達地面,「根據嚴密監視和科學計算,天宮一號大部分器件將在返回大氣層中燒蝕銷毀,對航空活動以及地面造成危害的可能性極小。」

這一說法最終得到了證實。外交部發言人耿爽在4月2號的例行記者會上強調,中方始終高度重視天宮一號再入大氣層,一直按照國際公約和國際慣例,本著高度負責的精神處理此事。中方多次向聯合國外空司通報有關情況,保持信息公開透明,「據我了解,目前未發現有對地面造成損害。」

C

難說再見

中國的航天事業腳步不停

2011年9月29日,天宮一號在酒泉衛星發射中心發射升空,開始了中國空間實驗室的處女航,計劃為期兩年。

僅一月之隔,2011年11月3日凌晨,天宮一號就迎來第一位太空小夥伴——神舟八號飛船,這也是中國第一次實現了「太空牽手」,成為第三個獨立掌握航天器空間交會對接技術的國家。天宮一號先後與神舟八號、九號、十號飛船進行6次交會對接,完成未來中國空間站建設所需的多項關鍵技術的飛行考核驗證。

「天宮一號是交會對接任務中航天員的『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、首次太空授課等等。」中國載人航天工程航天員系統副總設計師黃偉芬說,天宮一號為交會對接任務以及航天員在軌駐留的生活、工作和安全提供了保障,為建造中國空間站積累了寶貴經驗。

黃偉芬透露,2013年6月25日早上,航天員們最後一次仔細查看了天宮一號的每一個角落,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。

天宮一號的壯烈回歸,意味著中國航天人更勇敢的出發——天宮二號正在續寫輝煌,而在不久的將來,中國空間站即將建成。正是由於天宮一號的先導性貢獻,中國將有能力在2020年前後將建成規模較大、長期有人參與的國家級太空實驗室。

在黃偉芬看來,天宮一號濃墨重彩的一筆永遠載入了中國航天史冊,「待興盡,再出發,航天事業永遠在路上。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！