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英雄謝幕,書寫擔當——天宮二號空間實驗室受控再入大氣層

(日期:2019年07月19日 浏览:次 加入收藏 )

7月19日21时06分,由中國空間技術研究院抓总研制的天宫二号空间实验室,以受控的方式,圆满完成离轨和再入大气层,少量残骸落入南太平洋预定安全海域。

 

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“天宮二號空間實驗室不僅完美執行了各項既定和拓展任務,更用主動受控離軌這一壯烈方式,爲任務畫上了圓滿句號,這是我國堅定履行負責任大國國際責任的有力擔當,也是中國人和平科學利用太空資源的生動實踐”,天宮二號總設計師朱枞鵬,談起剛擁入地球母親懷抱的天宮二號,不舍的話語中難掩內心的激動與自豪。

 

堅定履行大國責任

 

“天宮二號空間實驗室設計在軌壽命兩年,目前在軌飛行已超過1000天,盡管已超期服役近一年,可平台及載荷功能正常、狀態良好,所攜帶的推進劑仍很充足,可以繼續支持其在軌飛行數年,無論從團隊感情還是航天器在軌發揮的重要作用,我們都不願與天宮二號割舍,可從在軌可靠性、安全性角度考量,必須進行主動離軌”,朱枞鵬表示,讓“身強體壯”的天宮二號退休,尤爲彰顯了中國的大國擔當與負責任的國際形象。

 

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▲天宮二號與神舟十一號交會對接

 

“天宮二號承載了推動中國步入‘空間站時代’的曆史使命”,天宮二號飛行任務期間,天宮二號與神舟十一號、天舟一號進行了多次交會對接,並開展了一系列空間實驗,充分驗證了航天員中期駐留太空的能力、推進劑在軌補加技術,爲建造空間站奠定基礎,爲中國載人航天事業發展立下了汗馬功勞。

 

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▲天宮二號與天舟一號交會對接

 

英雄謝幕難舍,“老當益壯”尤爲不易。研究院研制團隊模擬空間站運行狀態,對天宮二號壓氣機等關鍵設備進行了高頻次在軌操作,並開展了主動降軌控制等一系列拓展實驗,可以說,狀態良好的天宮二號對于支持空間站建設意義重大;此外,天宮二號搭載了14項600多公斤重的應用載荷,有空間冷原子鍾、寬波段成像儀、三維成像微波高度計設備,涉及空間基礎物理學、地球科學觀測、空間科學實驗等多個方面,天宮二號對于支持各類設備開展空間應用實驗仍發揮著關鍵作用,經濟效益、社會效益巨大。

 

“讓天宮二號主動退休,是爲了‘萬無一失’!”朱枞鵬認爲,隨著超期服役時間的不斷增加,天宮二號的在軌可靠性會有所下降,一旦出現在軌異常,處于近地軌道、失控狀態的天宮二號會因稀薄大氣的阻力,逐漸下落,墜入大氣層後,一些高熔點材料有可能不會完全燒蝕,少量殘骸會落到地面,危及地面人員安全。天宮二號在狀態尚佳的時候選擇主動離軌,就是爲了徹底消除這一隱患,用百分百穩妥安全的方式履行大國的責任和擔當。 

 

創新巧解離軌難題

 

“此次受控離軌,就是要讓天宮二號在指定的時刻落在指定的區域,確保地面安全”,朱枞鵬介紹到。要做到這一點不是簡單發出一個離軌指令就高枕無憂這麽簡單。爲了確保落得准,院天宮二號飛控團隊綜合考慮各方面因素,開展了多輪模擬仿真,制定了詳實的飛控實施方案;在飛控過程中,團隊要時時監控並快速調整航天器的離軌速度、角度,確保航天器以最佳的“入水”姿勢進入大氣層。

 

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這一過程必須非常嚴謹,因爲航天器在隕落過程中會發生解體,形成數量衆多、姿態不可控制的碎片,以“天女散花”的方式從天而降,落區影響的區域可達上千公裏,爲此天宮二號飛控團隊制定了多種應急處置預案,隨時准備“救場”。

 

 值得一提的是,此次航天器受控離軌是我國航天史上的第二次,第一次爲天舟一號受控離軌。與天舟一號采取的“一步”飛控實施的策略不同,天宮二號采取了“兩步走”的飛控實施策略:第一步,先將天宮二號軌道降低到近地點200公裏的橢圓軌道;第二步,再將天宮二號軌道降至近地點70公裏的橢圓軌道,進入大氣層。朱枞鵬指出,天宮二號飛控隊伍沒有沿用以往的成熟技術,而另辟蹊徑,就是爲了更爲充分、全面的搜集航天器主動離軌的各類數據,更好地掌握軌道特性。這也是院載人航天隊伍“好、快、省”工作作風的又一生動實踐。

 

天宫二号受控离轨的成功完成意义重大。据了解,在地球周围,大于10厘米的空间碎片已超过2万个,一般而言,10 厘米以上的空间碎片,无论其撞击到哪个航天器都是灭顶之灾。太空中遍布着太空垃圾,经常让驰骋的航天器不得不变道、避障,确保自身的安全,主动销毁已经成为国际上一个共同的追求和发展的难点。太空垃圾的治理非常困难,在离地球400多公里的近地轨道,太空垃圾需要十年之久才能自然衰落至大气层内烧毁,更别说在中轨道和高轨道漂浮着数以千计的航天器,可能永远都是一个路障,如果不去主动销毁,将会在轨道上遍布荆棘。

 

天宮二號受控離軌的成功完成體現了我國主動擔當,爲航天器領域進行廣泛推廣主動離軌技術提供了有力支撐。院有關專家表示,因爲要不斷調整姿態和速度,航天器在離軌過程所耗費的燃料不是個小數目,如果受控離軌方案能不斷優化,盡可能少地消耗燃料,對于中、高軌的航天器應用價值很大,對于探索經濟、和諧、綠色、環保的空間事業發展道路意義重大。此次天宮二號的受控離軌在這條道路上邁出了堅實一步,院天宮二號飛控團隊還將充分研究、挖掘此次離軌數據,向著更高、更優、更安全的目標大步前行。

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