天宮一號，累了就回家吧

新民晚報訊 （記者 吳健 通訊員 辛星）近來，「天宮一號」是個「科學熱詞」。經北京航天飛控中心和專業機構分析，超過使用壽命的「天宮一號」於4月2日重返大氣層，「在奔向地球的過程中，化成一身絢爛，划過美麗星空」，這是我們最後一次仰望你。作為我國首個空間實驗室原型，我們在七年間目睹你與「神舟八號」「神舟九號」「神舟十號」飛船完成六次交會對接；因為你，茫茫太空有了首個「中國之家」；也因為你，中國載人航天事業有了長足發展，探索浩瀚宇宙更進一步。今天，你完成使命，回到家園，我們熱烈歡迎，但心中也有萬分不舍，因為在穿過大氣層時，你幾乎被燃燒瓦解，只有少量殘骸，落入地球。但請不要害怕，因為，你墜落在我們心裡，我們永遠記得你。

圖說：2016年珠海航展7號展覽館中展示的「天宮一號」模型。資料圖（同下）

任務完成可謂完美

「天宮一號」是於2011年9月29日發射升空，開啟中國空間實驗室的處女航。資料顯示，它由資源艙（為「天宮一號」的飛行提供能源保障並控制飛行姿態）和實驗艙（航天員工作、訓練及生活的主要場所）組成，長約10.4米，最大處直徑3.35米，發射時質量為8.5噸。當然，相比400多噸重的國際空間站，它還是個「小不點」。

圖說：航天器的交會對接第一個難處就是速度快，雙方以每秒7公里的速度接近，稍一不慎就可能發生碰損。

在軌期間，「天宮一號」先後與一艘無人飛船和兩艘載人飛船對接，完成未來中國空間站建設所需的多項關鍵技術的飛行考核驗證，外界將其視為中國載人航天事業的「功臣」。尤其是「神舟九號」與「神舟十號」飛船各搭載三名航天員，分別於2012年6月16日與2013年6月11日發射入軌，分別與「天宮一號」進行自動交會對接與手控交會對接各一次，都順利實現。每次對接後，航天員都從飛船進入「天宮一號」內，生活與工作10多天（「神舟十號」航天員駐留長達15天），進行多項科學實驗、技術試驗、鍛煉身體和休息，適應太空環境。任務完成後，航天員回到飛船，搭乘返回艙返回地球，安全降落於主著陸場。至此，中國基本掌握飛船與「天宮一號」交會對接技術，「天宮一號」的飛行任務已經圓滿完成。

圖說：位於北京的中國航天局功能類似美國航天局，在「天宮一號」與各類飛船進行交會對接前都會予以嚴密監控。

圖說：航天器一般由服務平台與有效載荷兩大系統構成，有效載荷系統將按照航天器的不同任務、功用，而做不同的儀器與設備配置。

「超期功臣」餘勇可賈

除了和飛船交會對接外，「天宮一號」還配有對地觀測裝備與太空環境探測儀器。完成既定任務後，從2013年後期開始，「天宮一號」進入在軌長期「運行管理階段」，實施不同模式的飛行、軌道維持、對地觀察與太空環境科研活動。據中國載人航天工程辦公室2014年發布的報告，僅對地觀察方面，「天宮一號」就執行過礦產資源調查、海洋和森林應用、水文和生態環境監測、土地運用規劃、城市熱環境監測以及應急救災等任務。2013年中國餘姚（寧波）洪災、澳大利亞2013年和2015年災難性森林大火期間，「天宮一號」都提供了大量有價值的信息，展現中國在空間技術應用方面的巨大成就。

圖說：由於航天員在發射入軌的空間站作業時間有限，平時除了室內各種科研工作外，艙外維修任務也是航天員的重要工作項目。

許多國外媒體也從「天宮一號」身上看到中國航天隊伍的蓬勃生氣。美國《大眾科學》稱，「天宮一號」是中國偉大太空計劃的一部分，「中國有志在成為太空飛行領跑者的雄心，也正朝這個目標穩步前進」。美國數字商業新聞網站「Quartz」援引哈佛大學天體物理學家約納森·邁克多威爾的話說，「『天宮一號』將使中國成為繼美俄之後第三個擁有空間站的國家，儘管他們要在太空領域超越強手或許還有很長的路要走，但『追平』的那一天會較快到來。」

圖說：「天宮一號」不算是完整的空間站，但在歷次珠海航展中，中國航天科技集團都以大示意圖展示其構建空間站的決心。

圖說：空間站或空間實驗室等飛行器，因造價高昂且費時，通常在發射入軌後往往會超過使用壽命繼續使用。

2016年9月15日，中國發射「天宮一號」的姊妹型號——「天宮二號」目標飛行器，進入高度約380公里的近圓軌道。它類似單艙段的空間實驗室，它在軌道上等待新的「神舟」載人飛船過來，進行交會對接以及航天員長駐，為建造空間站所需的相關技術進行研發，並驗證空間站必需的再生式維持生命技術與設備、是否能營造航天員長期居住與工作的環境。「神舟十一號」於2016年10月17日至11月18日完成與「天宮二號」的交會與對接，兩名航天員入駐「天宮二號」長達30天，其間航天員曾在「天宮二號」展開微重力空間實驗，進行維修操作，以及柔性太陽能電池板搭載試驗等。有理由相信，「天宮」已成為中國航天新時代的「閃亮名片」。

圖說：按照中國航天局的太空計劃，中國預計在2020年前後完成空間站的建設，除人員居住的核心艙外，左右兩側各為實驗艙間，與核心艙連接的兩個停靠點分別是「神舟」系列飛船與補給用的貨運飛船。

終歸壽有窮期

和生物一樣，運行在地球之外的航天器也有自己的壽命。為了滿足任務需求，它們早在孕育時就定有「設計壽命」，當不能正常執行既定任務時，它的生命就「結束」了，成為「太空垃圾」。但多數航天器都能超過設計壽命，在太空「超時工作」多年。

圖說：航天器入軌後首先需張開太陽能板，以獲得動力來源。

航天器一般由「服務平台」與「有效載荷系統」兩部分組成，像「天宮一號」的前半部實驗艙是「有效載荷系統」，後半部資源艙是「服務平台系統」，服務平台系統旨在支持航天器的有效載荷系統正常工作，涉及機械結構、姿態控制、熱控、通信指令、電力、推進等等分系統，而它們受太空中輻射、真空等環境因素影響，終歸壽有窮期。

「天宮一號」設計壽命兩年，實際工作卻達四年半之久。2016年3月21日，中國載人航天工程辦公室發言人宣布：「天宮一號」於3月16日正式終止數據服務，進入軌道衰減期，地面正持續、密切監視它的行蹤，這意味著「超期功臣」走到了生命盡頭。聯合國外層空間事務辦公室（UNOOSA）曾預測，「天宮一號」會在2017年10月至2018年4月的某個時點重返大氣層，至於墜落地點，會墜落在北緯42度和南緯43度之間，也就是最北到義大利，最南到紐西蘭，中國航天機構將對「天宮一號」進行管控，使其最終墜毀在南太平洋的「航天器墳場」。

2018年3月8日19時左右，「天宮一號」從北京西北方向出現，穿過北斗七星，消失在東北方向，這是它最後一次以完整形態在北京上空露面……

不必杞人憂天

通常情況下，「結束」生命的重型航天器（「天宮一號」屬於重型航天器）在超期工作階段，就在「被控」（可接受地面控制站遙控）狀態下慢慢降低軌道高度飛返地球，在穿過大氣層時解體並燒毀，未被燒毀的殘骸則墜入人煙稀少的地球高緯度地區或海洋。

早在今年初，中國航天專家空間實驗室總設計師朱樅鵬表示，中國主要對「天宮一號」的最後航程採取兩方面的措施，一是加強對航天器的地面監測和跟蹤預警，精度達到百米量級，二是預計在2018年上半年航天器軌道壽命末期，使「天宮一號」主動離軌讓它墜落，其墜入大氣層後就會燒毀，剩餘殘骸將落入預定海域，不會危害地面。航天專家龐之浩曾介紹，一些關於「天宮一號」失控的說法是沒有依據，至今中國載人航天工程辦公室仍定期發布其軌道信息，「讓大型航天器受控墜落是個技術活，中國有豐富經驗，除了多次精準控制神舟飛船和返回式衛星的平安返回，2014年11月1日，探月三期的再入返回飛行試驗器以第二宇宙速度從月球返回，在大氣層打『水漂』的方式準確平安著陸於內蒙古預定著陸區」。這足以證明中國有充分把握讓「天宮一號」完美收官。

圖說：美國航天局對在軌太空航行器24小時監測，但「天宮一號」失控的跡象卻是由一名業餘觀測者首先注意到。

綜合慣例，航天器受控墜落時，首先要在合適的位置、角度、姿態下，向航天器發出制動指令，讓其產生適當的制動力，以離開當前軌道，進入墜向落區的軌道，各方面都需要進行精心計算。中國專家表示，相比之前各種返回和墜落，「天宮一號」再入墜毀相對簡單，只需控制在廣大無人海洋區即可。很顯然，中國對「天宮一號」再入大氣層墜毀信心十足，更證明「天宮一號」在最後一刻沒有徹底失去地面控制，畢竟它受控墜落時要先調個頭，變成倒退狀態，讓原本朝後的推進器向前點火，通過反推實現制動離軌。如果完全失去控制，是無法實現上述動作。

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「天宮」：中國衝進太空強國的信號

繼「天宮一號」的巡天之旅之後，中國與空間站最終目標更加接近了。據中國進入太空第一人、載人航天工程辦公室副主任楊利偉介紹，中國載人航天工程「三步走」計劃中的第三步任務——空間站工程已全面展開，中國載人空間站計划到2022年前後完成在軌組裝並投入運營，開展較大規模的空間科學實驗與技術試驗。據中國載人航天工程網介紹，中國載人空間站工程目標包括：全面突破和掌握近地空間長期載人飛行和服務技術；突破和掌握近地空間組合體的建造和運營技術；開展較大規模和較高水平的空間科學應用；為開展載人登月等未來發展奠定基礎等。預計在本世紀20年代，中國將建成自己的載人空間站。

「我覺得中國建立空間站是件很棒的事，正是有了像中國這樣越來越多國家的加入，人類探索太空的力量才更強大，相信我們之間能進行良好的合作，建立最深厚的國際友情。」早在2011年，身處「阿特蘭蒂斯」號太空梭謝幕之旅的美國宇航員雷克斯·瓦爾海姆在接受地面記者採訪時這樣說，「阿特蘭蒂斯」號才告別蒼穹，俄羅斯就放出2020年達到使用期限的國際空間站將被投入大海的消息。對人類「太空之夢」擱淺的擔憂，使人們對中國空間站的建設和開放情況格外關注。對此，中國載人航天工程總設計師周建平表示，2020年前後，一座重量60噸級、設計使用壽命為10年的「中國造」大型空間站將出現在環地太空軌道上。

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