别了！“天宫一号”

北京时间2018年4月2日8时15分左右，在太空中飞行了6年半的“天宫一号”目标飞行器再入大气层，再入落区位于南太平洋中部区域；其绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁，结束了光荣的历史使命。

与此同时，中国新一代空间站的核心舱也对外首次公开，预计将在2020年前后利用“长征5B”火箭发射升空，之后再经过几十次的发射组装，中国就将迎来属于自己的“空间站时代”。

何为航天器再入？

自从人类在1957年发射了第1颗人造地球卫星之后，宇宙空间就开始变得热闹起来了。直到今日，人类已经发射了近万颗航天器，其中约有90%都是人造卫星，而这些航天器大部分都分布在距离地表300～1000千米的近地轨道上。在这些航天器完成工作任务、寿命到期后，它们就会在万有引力的作用下不断脱离原本运行的轨道，因轨道衰减而逐渐向地球靠拢，最终在进入大气层的过程中焚毁殆尽。

具体而言，航天器从进入大气层到最终解体总共分为三个步骤：大型设备的分离解体、航天器的解体、碎片烧尽。结合地面测控系统和对进入大气层航天器的参数了解，我们是可以对这些重返地球的“小家伙”的轨道进行粗略测量和掌控的。

1、大型设备的分享解体

目前，国际公认的大气层高度为距离地球表面100千米的卡门线，而当坠落的航天器开始降到这一高度时，安装在航天器外部的太阳电池板、大型天线等设备就会开始被逐渐浓厚的大气阻隔撕扯。在强大的阻力和剧烈的气动摩擦中，上述这些部件会从航天器的主体结构上不断脱落。不过，值得注意的是，这些部件绝大部分最终都不会降落到地面，它们的结局就是在大气层中被烧蚀掉。

2、航天器的解体

随着坠落航天器高度的进一步降低，在到达距地面约80千米的高空时，剩余的航天器受到气动摩擦和气动热的作用会越来越明显，在高温和大气阻力的双重作用之下，航天器的主体将会发生严重解体，内外部设备将会分离，解体后的碎片会在坠落的过程中被持续烧蚀加热。如果航天器在经历这一阶段的过程中依然携带有剩余的燃料，那么由此引发的爆炸将会进一步加快航天器的解体和燃烧的速度。

3、碎片烧尽

解体后的航天器碎片继续下落，它们继续受到气动热和气动力的双重作用而不断燃烧融化，其中绝大部分都会在到达地表之前消耗殆尽，不会对人类产生影响。只有两类碎片最终会落在地面上：一是少量难以被烧蚀掉的部件；二是一些质量较小的碎片，它们在烧尽前就已经将速度降到很低，最终飘落到地面。

相比较此前15～20吨的“礼炮”系列空间站、美国了了吨的“天空实验室”以及140吨的“和平号”空间站，“天宫一号”重量约8.5吨，称不上“庞然大物”，所以就更不会对人类造成危害或影响了。

砌筑天宫

1992年9月，我国确定了载人航天“三步走”的发展战略：

第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；

第二步，突破航天员出舟仓活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；

第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

随着“神舟五号”和“神舟六号”飞行任务的成功，标志着第一步任务目标的实现。而“神舟七号”飞行任务的成功，标志着我国掌握了航天员空间出舱活动关键技术。

2011年9月29日2l时16分03秒，“天宫一号”目标飞行器从酒泉卫星发射中心发射升空，其在轨运行的1630天里，不但完成了既定使命任务，还超出原本2年的设计寿命，实际在轨4年半，超期服役并开展多项拓展技术试验。2016年3月16日，“天宫一号”目标飞行器正式终止数据服务，全面完成了历史使命。

作为我国首个自主研制的载人空间试验平台，“天宫一号”与“神舟八号”飞船成功完成我国首次空间飞行器自动交会对接任务，并进行了2次自动交会对接。此后，“天宫一号”又出色地完成了与另外两艘神舟飞船4次交会对接的使命。

“天宫一号”与“神舟八号”和“神舟九号”交会对接任务的成功，标志着我国突破和掌握了自动和手动控制交会对接技术，成为世界上第3个独立掌握航天器空间交会对接技术的国家；“神舟十號”飞行任务是工程第二步第一阶段任务的收官之战。

2016年9月15日22时04分09秒，我国又发射了“天宫二号”空间实验室，这也是中国第一个真正意义上的空间实验室。由于“天宫一号”和“天宫二号”的优异表现，我国已经取消了原本将发射的“天宫三号”计划，准备直接建造“天宫”空间站。根据了解，中国空间站整体呈T字构型，由一个核心舱和两个实验舱组成，每个舱的重量都在20吨以上，它可以同时对接两艘载人飞船（“神舟号”飞船）、一艘货运飞船（“天舟号”飞船）。等到2022年整个空间站投入全面运营之后，其重量将会接近100吨。

随着我国空间站时代的即将到来，航天员已全面开展空间站任务训练，第三批预备航天员选拔工作已正式启动。

（本文摘编自“DeepTech深科技”微信公众号）