「天宮一號」下落，那也是有技術含量的！

人們把住得最舒服的地方叫做宮殿，而將我國首個目標飛行器和空間實驗室取名為「天宮」，則是希望航天員們在太空中生活的地方能與宮殿一樣舒適。事實的確如此，天宮一號帶給航天員仙境一般的舒適居住工作環境，也帶給我們太多的驚喜：太空完美對接、我國首次太空授課……從2011年9月29日在酒泉衛星發射中心由長征二號 FT1 運載火箭發射升空，它陪伴我們度過了將近7年的時間。

當你仰望星空時，也許會看到天宮一號的身影，像星星一般的燦爛閃爍，而又像兔子一般矯捷飛過，轉眼不見了蹤影。就這樣捉迷藏一般，它始終縈繞在我們的星空，不離不棄。

科學家為天宮一號設計在軌壽命兩年。直到2016年3月，已在軌工作1600多天的天宮一號在完成與三艘神舟飛船交會對接和各項試驗任務後，超期服役兩年半時間，正式終止了數據服務。而到2018年3月，它即將在科學家的幫助下再入大氣層。

針對已經完成使命的天宮一號，我國採取了兩方面應對措施：一是加強了對飛行器的地面監測和預警；二是在飛行器軌道壽命末期，使天宮一號主動離軌，重返大氣層燒毀。這兩項技術都已經被我國科學家掌握並熟練運用。

首先，對於空間物體監測方面，已經能夠做到極高的測量精度。目前對空間物體的監測和跟蹤主要採用地基的光學望遠鏡和雷達。雷達設備一般兼有對特殊高速飛行器的預警任務。光學設備觀測技術成熟，運行費用相對較低，適合長期的常規觀測，例如中國科學院國家天文台長春人造衛星觀測站光學望遠鏡在天宮一號目標發射和數次空間交會對接過程中一直參與跟蹤定位和碰撞預警任務。空間目標只要有足夠的星等，即可被光學設備跟蹤定位，光學資料比較豐富，一般在百米的量級。為了滿足和神舟飛船交會對接的需要，天宮一號在設計之初安裝了近場和遠場兩個雷達角反射器，這為激光測距創造了極為有利的觀測實驗平台。激光測距的測量精度可達米級甚至厘米量級，已在衛星精密定軌和空間大地測量中逐步得到應用。如果你感興趣，可以在中國載人航天官方網站（http://www.cmse.gov.cn/）上查看「天宮一號目標飛行器軌道狀態每周公告」，可以看到天宮一號當前的軌道、姿態和形態狀況。

我國從2000年開始啟動「空間碎片行動計劃」，目前已完成空間碎片地基監測一期工程建設，為載人航天、探月工程等提供了空間碎片監測預警技術服務。開發了高性能防護材料和先進防護結構，頒布了《空間碎片減緩與防護管理辦法》，對現役長征系列運載火箭實施末級鈍化處置（包括火箭剩餘推進劑排放、貯箱內增壓氣體排放、各種高壓氣瓶放氣以及電池放電等），並多次對廢棄衛星實施離軌處理。

我國還成立了國家航天局空間碎片監測與應用中心，已具備在軌風險評估、航天器發射預警、航天器載荷效能評估、空間物體安全再入、航天器解體分析、減緩評估、地球同步軌道軌位安全性分析、空間碎片環境評估等能力。

另一方面，在航天器再入控制方面，我國早已掌握技術難度最高的第二宇宙速度再入返回技術。從技術複雜度來講，由於天宮一號屬於再入墜毀，只需控制在廣大無人活動的海洋區即可，而如「神舟」飛船返回艙則必須安全著陸在指定的著陸場，無論從目標面積上來說，還是飛行器安全性來說，後者難度遠高於前者。進一步，神舟飛船返回艙以大約每秒7.9公里的第一宇宙速度，而2014年11月01日，我國嫦娥五號 T1 試驗器以接近每秒11.2公里的第二宇宙速度成功返回著陸，屬於最高級別的大氣層再入控制技術。跟神舟飛船直接再入不同，嫦娥五號 T1 試驗器由北京航天飛行控制中心通過地面測控站注入導航參數後半彈道跳躍式返回。由於受運載能力和航程所限，所以對返回器再入點參數精度要求非常高。如果把地球比作一個籃球，返回器再入角就相當於一張薄紙，返回器必須穿過薄紙這樣的縫隙，才能安全返回地球。由於返回再入走廊非常窄，再入角只能有±0.2°的誤差。如果再入角過小，試驗器就不能返回地球；如果再入角過大，不能實現第一次的彈出，會越過既定的防護設計，所以大於或小於這個角度，都不能正常返回，這就要求對軌道的控制能力必須很高才行。

航天器軌道的確定和控制能力是航天測控的核心技術，也是評判一個國家航天測控技術水平的重要依據。我國還形成了以西安衛星測控中心為中樞，以十多個固定台站、活動測控站和遠望號測量船為骨幹的現代化綜合測控網，真正使得中國人對自己的飛行器看得見、抓得住。

正是由於天宮一號的先導性貢獻，我國將有能力在2020年前後將建成規模較大、長期有人參與的國家級太空實驗室。天宮一號，難說再見！永遠不忘轉身瞬間，海闊天空在明天！

作者錢航，系中國科學院國家空間科學中心博士

來源：中國科學院國家空間科學中心

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