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據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船已于北京時(shí)間3月31日18時(shí)40分受控再入大氣層。飛船絕大部分器件被燒蝕銷毀，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。

天舟二號(hào)是中國(guó)空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段發(fā)射的首艘貨運(yùn)飛船，于2021年5月29日發(fā)射入軌，這也是我國(guó)空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的第一次應(yīng)用性飛行，為空間站送去6.8噸補(bǔ)給物資。

在軌運(yùn)行期間，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船先后與天和核心艙進(jìn)行了4次交會(huì)對(duì)接，按計(jì)劃完成了飛船繞飛、機(jī)械臂轉(zhuǎn)位艙段驗(yàn)證、手控遙操作交會(huì)對(duì)接等多項(xiàng)拓展應(yīng)用試驗(yàn)。與空間站分離后，充分利用飛船推進(jìn)劑余量，成功實(shí)施了貨運(yùn)飛船與空間站2小時(shí)快速交會(huì)試驗(yàn)，為空間站在軌建造和運(yùn)營(yíng)管理積累了經(jīng)驗(yàn)。

那么，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船按照既定任務(wù)計(jì)劃，實(shí)施受控離軌再入大氣層，順利回到地球懷抱。這一壯舉是如何實(shí)現(xiàn)的？有哪些意義？圍繞這些問(wèn)題，經(jīng)社君采訪了中國(guó)航天科技集團(tuán)五院的飛船設(shè)計(jì)師，請(qǐng)專家來(lái)揭秘。

受控離軌體現(xiàn)大國(guó)擔(dān)當(dāng)

專家介紹，按照國(guó)際慣例對(duì)完成任務(wù)后的在軌航天器實(shí)施離軌操作，這是中國(guó)航天履行大國(guó)責(zé)任的必然選擇。

一般而言，10厘米以上的空間碎片，對(duì)在軌航天器來(lái)說(shuō)，一旦撞上就是滅頂之災(zāi)。這些空間碎片，經(jīng)常讓飛馳的航天器不得不采取變軌措施進(jìn)行避撞，來(lái)確保自身安全，有時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響在軌飛行任務(wù)?？臻g碎片的治理非常困難，在400千米高度的近地軌道上，空間碎片需要幾年甚至十幾年才能逐漸離軌消失。

此次天舟二號(hào)任務(wù)期滿后按照國(guó)際慣例實(shí)施離軌操作，既可以減少空間碎片的數(shù)量，避免對(duì)在軌航天器和地面產(chǎn)生危害；又可以為全球空間碎片環(huán)境治理發(fā)揮重要作用，避免占用軌道資源，是中國(guó)航天履行大國(guó)責(zé)任和擔(dān)當(dāng)，樹(shù)立負(fù)責(zé)任大國(guó)形象的重要選擇。

天舟二號(hào)是如何受控離軌的？

專家表示，低軌道上的衛(wèi)星或其他航天器壽命末期在大氣阻力或控制系統(tǒng)作用下，軌道逐漸降低，當(dāng)降低到100—120千米左右高度時(shí)，在氣動(dòng)力作用下，軌道高度迅速降低，氣動(dòng)作用加劇，此時(shí)可以認(rèn)為航天器再入大氣層。

低軌航天器再入大氣層時(shí)，會(huì)以每秒8千米的速度快速飛行，此時(shí)在氣動(dòng)熱和氣動(dòng)力的雙重作用下，航天器逐步解體、二次解體和燒蝕。

為降低對(duì)地面人員的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)近地大型航天器實(shí)施離軌的通用做法是進(jìn)行受控再入，“和平號(hào)”空間站、美國(guó)的空間實(shí)驗(yàn)室、歐洲的ATV等均在任務(wù)末期通過(guò)受控再入的方式成功脫離軌道并隕落于安全區(qū)域。安全區(qū)域一般選擇在南太平洋無(wú)人區(qū)域，那里少有飛機(jī)和輪船經(jīng)過(guò)，是國(guó)際上通用的低軌航天器再入?yún)^(qū)域。我國(guó)也在2017年和2019年相繼實(shí)施了天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的受控再入任務(wù)，為了降低地面風(fēng)險(xiǎn)均采取了軌道、姿態(tài)機(jī)動(dòng)以控制再入落點(diǎn)。

天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船的受控再入過(guò)程采用分次控制的方式精確控制隕落。第一次是從400千米高度的圓軌道變至200千米的近地點(diǎn)橢圓軌道，第二次是將它的近地點(diǎn)變至到大氣層高度90千米以下，使其能夠進(jìn)入大氣層燒毀，沒(méi)有燒毀的進(jìn)入預(yù)定落區(qū)，最終順利完成任務(wù)。

天舟二號(hào)已圓滿完成空間站建造階段的各項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證，以及在軌拓展試驗(yàn)驗(yàn)證，為了不占用軌道資源，為其他航天器創(chuàng)造安全干凈的空間環(huán)境，天舟二號(hào)最終再入大氣層，回到地球懷抱。

再見(jiàn)，天舟二號(hào)！（余建斌 張亞鋒）

（來(lái)源：人民日?qǐng)?bào)經(jīng)濟(jì)社會(huì)微信公眾號(hào)）

【編輯：符櫻】