“天宫一号”下落，那也是有技术含量的！

人们把最舒适的地方称为宫殿，而我国第一架靶机和空间实验室被称为“天宫”，希望宇航员能像宫殿一样舒适地生活在太空中。事实上，天宫一号给宇航员们带来了一个如同仙境般舒适的生活和工作环境，也给我们带来了太多的惊喜:太空完美对接，我国第一次太空教学...它于2011年9月29日由长征二号FT1运载火箭从酒泉卫星发射中心发射升空，伴随了我们近7年的时间。

当你仰望星空时，你会看到天宫一号的身影，像星星一样闪亮，像兔子一样快速飞行。它瞬间消失了。这样，捉迷藏就很常见了。它总是萦绕在我们繁星点点的天空，不能被抛弃。

科学家设计的天宫一号在轨道上运行两年。截至2016年3月，已经在轨1600多天的天宫一号在完成与三艘神舟飞船的交会对接和各种测试任务后，正式终止了数据服务，并将其服务延长了两年半。到2018年3月，它将在科学家的帮助下重返大气层。

为了应对已经完成任务的天宫一号，中国采取了两项措施:第一，加强了对飞机的地面监测和预警；第二，在航天器轨道寿命结束时，天宫一号主动脱离轨道并重返大气层燃烧。这两项技术已被中国科学家掌握并熟练应用。

首先，对于空间物体监测，已经实现了极高的测量精度。目前，地面光学望远镜和雷达主要用于监测和跟踪空间物体。雷达设备通常具有对特殊高速飞机进行预警的任务。光学设备观测技术成熟，运行成本相对较低，适合长期常规观测。例如，中国科学院国家天文台长春卫星观测台的光学望远镜在发射天宫一号目标和几次空间交会对接任务中参与了跟踪、定位和碰撞预警任务。只要空间目标有足够的强度，就可以用光学设备跟踪和定位。光学数据非常丰富，通常在100米左右。为了满足与神舟飞船交会对接的需要，天宫一号在设计之初就在近场和远场安装了两个雷达角反射器，为激光测距创造了一个非常有利的观测实验平台。激光测距的测量精度可达几米甚至几厘米，已逐渐应用于卫星精密定轨和空间大地测量。如果你有兴趣，你可以在中国载人航天飞行官方网站上查看“天宫一号目标飞行器轨道状况周公告”，你可以看到天宫一号的当前轨道、姿态和形状。

中国于2000年启动了“空间碎片行动计划”，并完成了空间碎片地面监测项目的第一阶段，为载人航天和月球探测项目提供空间碎片监测和预警技术服务。高性能防护材料和先进的防护结构已经开发出来。《空间碎片减缓和保护管理措施》已经颁布。在役长征系列运载火箭已在最后阶段进行了钝化处理(包括从火箭中排出剩余的推进剂、排出储箱中的加压气体、对各种高压气瓶放气和对电池放电)，废弃卫星的处置也已进行了多次。

中国还建立了国家航天局空间碎片监测和应用中心，该中心具有在轨风险评估、航天器发射预警、航天器载荷效率评估、空间物体安全重返、航天器解体分析、减缓评估、地球同步轨道位置安全分析和空间碎片环境评估等能力。

另一方面，在航天器再入控制方面，中国已经掌握了技术难度最大的第二宇宙速度的再入和返回技术。就技术复杂性而言，天宫一号属于重返大气层和坠毁，只需要在无人移动的广阔海洋区域进行控制。例如，“神舟”号飞船返回舱必须在指定的着陆点安全着陆。后者在目标区域和飞机安全方面要困难得多。此外，神舟飞船返回舱以每秒约7.9公里的第一宇宙速度返回地面。2014年11月1日，中国嫦娥五号T1飞船以每秒11.2公里的第二宇宙速度成功返回地面，这是最高水平的大气再入控制技术。与神舟飞船直接返回舱不同，嫦娥五号T1测试装置是由北京航天控制中心通过地面测控站注入导航参数后进行半弹道跳跃返回的。由于运载能力和航程的限制，再入点参数的精度很高。如果把地球比作一个篮球，返回者的再入角就相当于一张薄纸，返回者必须穿过像薄纸一样的缝隙才能安全返回地球。由于返回再入走廊很窄，再入角只能有0.2°的误差。如果再入角度太小，测试仪就不能返回地球。如果再入角度太大，无法实现第一次弹射，它将越过既定的防护设计，因此如果大于或小于这个角度，它将无法正常返回，这就要求在轨道上有很高的控制能力。

航天器轨道的确定和控制能力是航天TT&C的核心技术，也是判断一个国家航天TT&C技术水平的重要依据。中国还形成了以Xi卫星TT&C中心为中心，以10多个固定站、TT&C移动站和王源船为骨干的现代化综合TT&C网络，真正使中国人能够看到和拥有自己的飞机。

正是由于天宫一号的开创性贡献，中国将能够在2020年左右建立一个长期参与的大型国家空间实验室。天宫一号，很难说再见！永远不要忘记你转身的那一刻，明天的天空将是广阔的！

(作者是中国科学院国家空间科学中心的医生)

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