天宫二号完美“谢幕”

7月19日晚，中国航天科技集团公司第五研究所开发的天宫二号空间实验室成功脱离轨道，并以可控方式重返大气层，少量碎片落入南太平洋预定的安全水域。

“天宫二号空间实验室不仅完美地完成了所有既定的和扩大的任务，而且还以主动控制离轨的英勇方法彻底结束了任务。这是我国坚定履行责任大国国际责任的坚定承诺，也是中国人民和平、科学利用空间资源的生动实践。”第五航天科学技术研究院天宫二号的总设计师朱宗鹏谈到了刚刚被地球母亲拥抱的天宫二号。他的话掩饰不了他的兴奋和骄傲。

为什么“强壮”会退休？

天宫二号肩负着将中国推向“空间站时代”的历史使命。在天宫二号任务期间，天宫二号、神舟十一号和天州一号进行了多次交会对接，并进行了一系列空间实验，充分验证了航天员中期留舱能力和在轨推进剂补充技术，为空间站的建设奠定了基础，为中国载人航天事业的发展做出了巨大贡献。

“天宫二号空间实验室被设计成在轨寿命为两年。目前，它已经在轨道上飞行了1000多天。虽然它的服役时间延长了近一年，但平台和装载功能正常，状况良好，运载的推进剂仍然充足。它可以在几年内继续支持在轨飞行。无论从团队感情的角度，还是从航天器在轨道上发挥的重要作用的角度，我们都不愿意放弃天宫二号。从在轨可靠性和安全性的角度来看，我们必须主动离开轨道。”朱宗鹏说，“身体健康”的天宫二号的退役，特别显示了中国作为一个负责任的大国的国际形象。

为了让这位英雄难以谢幕，更重要的是，这位英雄“精神矍铄”:第五研究院的研究团队模拟了空间站的运行状态，对天宫二号压缩机等关键设备进行了高频在轨运行，并进行了主动减轨控制等一系列扩展实验。可以说，状况良好的天宫二号对于支持空间站的建设具有重要意义。此外，天宫二号还搭载了14个应用负载，重量超过600公斤，包括空间冷原子钟、宽带成像仪和三维成像微波高度计设备，涉及空间基础物理、地球科学观测和空间科学实验。天宫二号在支持各种设备进行空间应用实验方面仍然发挥着关键作用，具有巨大的经济效益和社会效益。

"为了安全起见，让天宫二号自愿退役。"朱宗鹏告诉《中国科学报》记者，随着延长服务时间的不断增加，天宫二号在轨可靠性将下降。一旦在轨异常发生，处于低地球轨道并失去控制的天宫二号将由于稀薄大气的阻力而逐渐下降。一些高熔点材料在落入大气后可能不会被完全烧蚀，少量碎片会落到地面，危及地面人员的安全。天宫二号选择在轨道完好的情况下主动离开轨道，以彻底消除这一隐患，以100%安全的方式履行大国的责任和义务。

巧妙解决离轨问题

朱宗鹏说:“受控脱轨是为了让天宫二号在指定时间落入指定区域，以确保地面安全。”。

然而，要做到这一点，并不像简单地发布离轨命令和舒适地休息那么简单。为了保证结果的准确性，五院天宫二号飞行控制小组综合考虑各种因素，进行了多轮仿真，制定了详细的飞行控制实施方案。在飞行控制过程中，该小组应不断监测并快速调整航天器的离轨速度和角度，以确保航天器以最佳“入水”姿态进入大气层。

这一过程必须非常严格，因为航天器在坠落过程中会解体，形成大量无法控制姿态的碎片，以“天上散花”的方式从空中坠落，受坠落影响的区域可达数千公里。因此，天宫二号飞行控制小组制定了各种应急预案，随时准备“救援现场”。

值得一提的是，这是中国航天史上第二次受控航天器离轨，第一次是天州一号受控航天器离轨。与天州一号采用的“一步”飞行控制策略不同，天宫二号采用的是“两步”飞行控制策略。首先，天宫二号被降低到近地点为200公里的椭圆轨道。第二步是将天宫二号轨道降低到近地点为70公里的椭圆轨道，并进入大气层。

朱宗鹏告诉记者，第五研究院天宫二号的飞行控制小组过去没有采用成熟的技术，而是采取了不同的方法，以便更充分、更全面地收集航天器主动离轨的各种数据，更好地掌握轨道特性。

大国熊

天宫二号受控离轨的成功完成具有重要意义。据了解，地球周围有超过20，000个大于10厘米的空间碎片。一般来说，任何大于10厘米的空间碎片，无论击中哪个航天器，都将是一场灾难。太空充满了太空碎片，经常迫使飞奔的航天器改变航线，避开障碍物以确保自身安全。积极破坏已成为国际共同追求和发展的难点。

更令人不安的是，空间碎片的管理非常困难。在离地球400多公里的近地轨道上，空间碎片需要10年的时间才能在大气中自然衰减和燃烧。更不用说成千上万的飞船漂浮在中高轨道上，它们可能永远是一个路障。如果他们不主动消灭它们，它们会在整个轨道上散布荆棘。

天宫二号可控离轨的成功完成，为中国在航天器领域主动和广泛推广主动离轨技术提供了强有力的支持。第五研究院的专家告诉记者，由于姿态和速度的不断调整，航天器在离轨过程中消耗的燃料量不小。如果可控离轨方案能够不断优化以消耗尽可能少的燃料，对中高轨航天器的应用具有重要价值，对探索经济、和谐、绿色、环保的空间事业发展具有重要意义。天宫二号的受控离轨在这条道路上迈出了坚实的一步。第五研究院天宫二号的飞行控制小组也将充分研究和挖掘离轨数据，朝着更高、更好、更安全的目标迈进。