天宫一号重返地球

来自新华社4月2日的消息称，经北京航天飞行控制中心和有关机构监测分析，4月2日8时15分左右，天宫一号目标飞行器已再入大气层，再入落区位于南太平洋中部区域，绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。超期服役的天宫一号全面完成了其历史使命。

■ 中国妇女报·中国女网记者 富东燕

最近一段时间，关于天宫一号重返地球的种种消息不时传出，天宫一号将于什么时间、什么地点以及采用什么方式再入地球大气层，引发公众极大关注，甚至有人担心天宫一号会砸到自己。为此，中国妇女报·中国女网记者专访了中国科学院国家天文台科学传播中心主任、行星科学家郑永春，揭秘了天宫一号的“行踪”及其背后的原因。

记者：请给我们介绍一下天宫一号的使命及完成情况。

郑永春：天宫一号于2011年9月29日发射升空，先后与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船圆满完成了6次自动和航天员手控空间交会对接，完成了一系列科学实验、技术试验和空间应用，取得了多项重要科技和应用成果，为我国载人空间站研制建设和运营管理积累了重要经验，为中国载人航天技术的进步作出了重大贡献。

天宫一号的准确名称是天宫一号目标飞行器，它的主要功能既不是用来装货的，也不是用来住人的，而是为载人飞船的空间交会对接试验提供训练目标，先后有三艘神舟飞船与之对接成功，所以准确的名称是目标飞行器。

2016年3月16日，天宫一号正式终止数据服务，全面完成了历史使命，它的飞行轨道越来越低，这段时间叫做轨道衰减期。从那时开始，天宫一号的运行高度持续下降。

记者：为什么天宫一号飞了不到7年就要坠毁，而有的航天器却可以长时间在太空飞行？

郑永春：地球上发射的航天器，在环绕地球飞行时的飞行高度各不相同。

对于轨道高度为600千米～39600千米的航天器，地球大气对其的影响基本可以忽略。人类发射的导航卫星和通信卫星，轨道高度基本都在20000千米和39600千米，它们将一圈又一圈地绕着地球飞行，差不多要和地球同时灭亡。例如，1970年发射的中国第一颗人造地球卫星——东方红一号，至今已经在太空中飞行了48年。它的飞行轨道是一个大椭圆，最接近我们的时候距离地表435千米，远离我们的时候距离地表2041千米，运行轨道很稳定。甚至由于受到太阳和月球的轨道摄动，东方红一号还有一些逐渐远离地球的趋势。所以，即使将来人类灭亡了，东方红一号估计还会在天上飞，不会再回到地球上。

而轨道高度在200千米～600千米的航天器，几乎都会受到地球稀薄大气的影响，大气阻力使它们的飞行速度逐渐变慢，轨道高度逐渐降低，最终坠入地球。和平号空间站、联盟号飞船、航天飞机、国际空间站，以及中国的神舟飞船、天宫一号、天宫二号，以及未来的中国空间站，这些执行载人航天任务的飞行器，它们的轨道高度都在这个范围内。如果不能每隔一段时间就点一次火，以提供推力，抬升轨道高度的话，它们在几年内都会进入地球大气层烧毁。

根据近年来天宫一号的运行轨道高度的变化，可以看到，天宫一号的轨道高度正在逐渐降低。由于它上面已经没有燃料，无法通过点火提供推力提升轨道高度，所以，自2016年开始，天宫一号就已经中止了与地面之间的数据传输，进入最终返回地球阶段。

记者：有人担心，天宫一号返回地球时会“砸到自己”，这样的担心是否有依据？天宫一号最终可能会在哪里着陆？

郑永春：砸到人是不可能的，砸到鱼倒是有可能。

航天器都有一定的设计寿命，在太空中飞行一定年限后，它的使命就终结了。这时候，等待它的结局，要么就是游荡在太阳系深空，要么返回地球。

太空并非完全的真空，航天器在环绕地球的太空中飞行时，仍然会遇到一定的阻力，这种阻力会使航天器的飞行高度降低，最终进入地球大气层。

进入地球大气层对航天器而言绝对是极限考验，只有航天飞机和返回舱可以实现安全着陆。因为航天飞机有巨大的翼面，可以像飞机一样逐渐降低轨道高度；返回舱受到隔热层的保护，而且带有降落伞等着陆装置，但着陆点往往随风飘荡，精确着陆基本不太可能。中国航天员乘坐神舟飞船返回着陆的地方，在内蒙古四子王旗，主着陆场方圆近百平方千米，要用直升机搜寻才能找到。

天宫一号目标飞行器长约10.4米、直径最大3.35米，发射时的质量为8.5吨，这个重量相比400多吨重的国际空间站而言，是个“小不点”。它的形状不规则，也没有外部的隔热层，进入地球大气层后，在大气摩擦生热和高速冲击下，一方面被熔融、气化，另一方面则会被解体成更小的碎片，就像天女散花一般。

剩余的残骸将落入指定海域，坠落地点初步估计在南太平洋海域，就是马航MH370航班消失的那片海域，那里基本没有陆地，几乎没有人类生存，是大多数废弃航天器最终的归宿，称为“航天器的坟场”。当然，即便是划定残骸落区，也只能尽力提前控制（发动机剩余燃料最后工作）让航天器落到这里，甚至也不意味着一定会有残骸会坠落下来。

延伸阅读

■ 什么是“目标飞行器”

资料显示，天宫一号的任务十分明确，就是试验空间交会对接技术，掌握数据测量、轨道控制、生产制造等技术难点。

“既然是对接，至少要涉及两个飞行器。”航天专家赵金才说，“先发射的天宫一号，是交会对接试验中的被动目标，所以叫‘目标飞行器’。后发射的神舟飞船，称作‘追踪飞行器’，入轨后主动接近目标飞行器。”

天宫一号并非空间站，而是迷你空间实验室，是中国首个空间目标对接飞行器，主要目的是检验轨道交会对接和宇航员在太空较长时间驻留的技术验证，为计划中在2022年前后建成中国的首个正式空间站奠定基础。

■ 太空使命

在其两年多的服役期间，天宫一号先后与三艘神舟飞船进行了在轨交会对接，其中一艘是无人飞船，两艘是载人飞船，一共有6位中国航天员登上了天宫一号。

天宫一号和神舟飞船在近地轨道运行，速度高达每秒7.9公里，1小时就能绕地球一圈。在如此高速的情况下对接，需要两个航天器的轴线在同一条直线上，且相对速度接近0，难度非常大，如果计算稍有偏差，就可能发生“追尾”事故。

中国是世界上除了美国和俄罗斯外，第三个完整掌握这一技术的国家。

■ 探秘“航天器公墓”

科普中国网近日有文称，Nemo点是地球表面距离陆地最偏远的地点，又称海洋难抵极（Oceanic Pole of Inaccessibility）。它与最近的陆地相隔2688千米，Nemo点附近的海洋环境不足以供养海洋生物，那里几乎是一片寂静死海。

因此，Nemo点附近的南太平洋海域就成了一块绝佳的“航天器公墓”，大量报废退役的在轨航天器都选择在这个远离人烟的地方将未烧蚀干净的残骸坠入大洋，将对人类社会和生态环境的影响降到最低。

Nemo点附近的“航天器公墓”中，大部分是苏联和俄罗斯的航天器，其中最有名的当属2001年3月23日再入大气层烧毁的“和平号”空间站了。这个120多吨的大家伙是天宫一号的十五倍重，最终也大部分烧毁殆尽，只有少量残骸可能坠入了“航天器公墓”。

除了苏联和俄罗斯的航天器以外，还有来自欧洲航天局（ESA）、日本宇宙航空开发机构（JAXA）、美国宇航局（NASA）等的各类航天器的残骸也落入了Nemo点附近海域。不远的将来，预计在10年内退役的国际空间站（ISS），这个巨无霸（重达419吨）最终的归宿也将是Nemo点附近的海域。