天舟二号华丽“谢幕”体现大国担当

周伯通

天舟二号华丽“谢幕”体现大国担当

2022-03-31 20:39

作为中国空间站天和核心舱的第一位“访客”，天舟二号货运飞船在阔别地球300多天后，再入大气层，顺利回到地球母亲的怀抱。

3月31日，中国载人航天工程办公室发布消息：天舟二号货运飞船已于北京时间3月31日18时40分受控再入大气层。飞船绝大部分器件被烧蚀销毁，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。

这一“谢幕”壮举背后的原因是什么，又有着什么困难和意义？中国航天科技集团五院天舟二号货运飞船总体主任设计师杨胜接受记者采访时作了解读。

“天舟二号受控离轨体现大国担当。按照国际惯例对完成任务后的在轨航天器实施离轨操作，这是中国航天履行大国责任的必然选择。”杨胜说。

据他介绍，一般而言，10厘米以上的空间碎片，对在轨航天器来说，一旦撞上就是灭顶之灾。这些空间碎片，经常让飞驰的航天器不得不采取变轨措施进行避撞，来确保自身安全，有时会严重影响在轨飞行任务甚至导致任务失败。

“空间碎片的治理非常困难，在400千米高度的近地轨道上，空间碎片需要几年甚至十几年才能逐渐离轨消失。”杨胜说。

他告诉记者，此次天舟二号任务期满后，按照国际惯例实施离轨操作，既可以减少空间碎片的数量，避免对在轨航天器和地面产生危害；又可以为全球空间碎片环境治理发挥重要作用，避免占用轨道资源，是中国航天履行大国责任和担当，树立负责任大国形象的重要选择。

天舟二号是中国空间站关键技术验证阶段发射的首艘货运飞船，于2021年5月29日发射入轨，这也是我国空间站货物运输系统的第一次应用性飞行，为空间站送去6.8吨补给物资。

在轨运行期间，天舟二号货运飞船先后与天和核心舱进行了4次交会对接，按计划完成了飞船绕飞、机械臂转位舱段验证、手控遥操作交会对接等多项拓展应用试验。

与空间站分离后，天舟二号利用飞船推进剂余量，成功实施了货运飞船与空间站2小时快速交会试验，为空间站在轨建造和运营管理积累了经验。如今，该飞船“功成身退”，华丽归来。

那么，天舟二号是如何受控离轨的？

杨胜介绍，低轨道上的卫星或其他航天器寿命末期，在大气阻力或控制系统作用下，轨道逐渐降低，当降低到100～120千米左右高度时，在气动力作用下，轨道高度迅速降低，气动作用加剧，此时可以认为航天器再入大气层。

他说，低轨航天器再入大气层时，会以每秒8千米的速度快速飞行，此时在气动热和气动力的双重作用下，航天器逐步解体、二次解体和烧蚀。

“为降低对地面人员的风险，对近地大型航天器实施离轨的通用做法是进行受控再入。”杨胜说。

他举例，苏联的“和平号”空间站、美国的空间实验室等均在任务末期，通过受控再入的方式成功脱离轨道并陨落于安全区域。安全区域一般选择在南太平洋无人区域，那里少有飞机和轮船经过，是国际上通用的低轨航天器再入“坟墓”。

我国也在2017年和2019年相继实施了天舟一号和天宫二号的受控再入任务，为了降低地面风险均采取了轨道、姿态机动以控制再入落点。

杨胜说，天舟二号货运飞船的受控再入过程采用分次控制的方式精确控制陨落。第一次是从400千米高度的圆轨道变至200千米的近地点椭圆轨道，第二次是将它的近地点变至距大气层高度90千米以下，使其能够进入大气层烧毁，没有烧毁的进入预定落区，最终顺利完成任务。

现在，天舟二号已圆满完成中国空间站建造阶段的各项技术试验验证，以及在轨拓展试验验证，为了不占用轨道资源，为其他航天器创造安全干净的空间环境，天舟二号回到地球母亲的怀抱，定格瞬间，终成永恒。