天宫二号功成身退

文/李洪波

北京时间7月19日晚21点06分，天宫二号空间实验室受控离轨并再入大气层。中国载人航天工程办公室宣布，少量残骸落入南太平洋预定安全海域，标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。而这圆满结局的最后一笔，正是“天宫二号”再入大气层剧烈燃烧、最终落入茫茫大海的那道绚烂流光……

精心设计的主动“退休”

“天宫二号”于2016年9月15日发射入轨。相对于“天宫一号”作为神舟飞船的目标飞行器、主攻空间交会对接等基础技术的定位，“天宫二号”作为空间实验室的作用发挥得更为突出。

“天宫二号”创造了中国载人航天最长驻留纪录，进行了首次太空加油、首次“从种子到种子”的全过程空间植物培养实验等10余项开创性的工作，在中国载人航天历次任务中应用项目最多，创造了中国航天史上的多个第一。

“天宫二号”的原设计寿命为2年，在原定的主要任务完成之后，由于一直状态良好，超期服役了近10个月，又超额完成了一系列补充试验，实际共在轨1036天。

▲以地球为背景的“天宫”“神舟”组合体图像

事实上，直至此次主动离轨前，“天宫二号”的平台及载荷功能一切正常，状态良好，携带的推进剂预计还能继续支持在轨飞行数年。也就是说，“天宫二号”直到陨落的那一刻，都仍然是身强体壮的状态，是科研人员精心设计好，让其主动“退休”的。

兢兢业业保得善始善终

为什么要在“天宫二号”仍然一切正常时，主动让它再入大气层烧毁呢？再多用几年不是也很好吗？

这里就不得不提到载人航天活动的极高风险了——上天不容易，涅槃也危险。

“天宫二号”重8.6吨、全长10.4米、最大直径3.35 米、太阳翼翼展18.4 米。这样的个头和体重要发射上天本就不容易，而它又工作在近地轨道，寿终正寝时画句号的唯一方式就是再入大气层烧毁。

▲ “天舟一号”与“天宫二号”进行交会对接

一般而言，此类大型航天器再入大气层时，与大气的剧烈摩擦会产生上千摄氏度的高温，足以烧毁大部分组件。但航天器的一些核心元器组件在制造中会采用耐高温的材料，难以完全烧毁，也就多多少少会有一些残骸落回地表，如果轨道控制得不好的话，就可能砸到“花花草草”。

历史上，美国宇航局就因为不能有效控制空间实验室的再入而吓出过一身冷汗。

1979年，由于对太阳黑子数预报的偏差，美国的第一个空间实验室——“天空实验室1号”在不受控的情况下陨落，最终残骸落区位置严重偏离了预测区域。原预测残骸会落在南非开普敦以南1300公里的海洋中，但碎片最终陨落至南印度洋海面和澳大利亚西部沙漠地区，跑偏近1/4 个地球。

▲“天舟一号”和“天宫二号”完成绕飞任务

当时，美国宇航局曾万分担心，如果其残骸落入人口稠密区造成伤亡和损失的话，美国宇航局将面对公众舆论和国会的广泛质疑。而美国天空实验室的这一次陨落事件也让航天界意识到，空间实验室一类的超大型航天器无控再入的巨大风险——真不知道残骸最终会掉到地球上的哪个旮旯。

就此而言，“天宫二号”在一切正常时主动受控离轨，确保了整个再入过程万无一失，是出于极为慎重和负责任的考虑。

同时，“天宫二号”的离轨过程本身也是对航天器主动受控离轨技术的一次探索。“天宫二号”的残骸最终落入了南太平洋深海区。该处四面与陆地距离都超过2000 公里，被称为“航天器坟场”，也是“天宫一号”残骸的最终归宿。而这善始善终的背后，是中国航天人一贯的兢兢业业。