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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

時間:2019年07月19日 信息來源:本站原創(chuàng) 點擊:6698 字體:

7月19日21時06分,由中國空間技術研究院抓總研制的天宮二號空間實驗室,以受控的方式,圓滿完成離軌和再入大氣層,少量殘骸落入南太平洋預定安全海域。

 

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“天宮二號空間實驗室不僅完美執(zhí)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,為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樅鵬,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,可平臺及載荷功能正常、狀態(tài)良好,所攜帶的推進劑仍很充足,可以繼續(xù)支持其在軌飛行數年,無論從團隊感情還是航天器在軌發(fā)揮的重要作用,我們都不愿與天宮二號割舍,可從在軌可靠性、安全性角度考量,必須進行主動離軌”,朱樅鵬表示,讓“身強體壯”的天宮二號退休,尤為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’的歷史使命”,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,并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,為建造空間站奠定基礎,為中國載人航天事業(yè)發(fā)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”尤為不易。研究院研制團隊模擬空間站運行狀態(tài),對天宮二號壓氣機等關鍵設備進行了高頻次在軌操作,并開展了主動降軌控制等一系列拓展實驗,可以說,狀態(tài)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,有空間冷原子鐘、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(fā)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,是為了‘萬無一失’!”朱樅鵬認為,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(tài)的天宮二號會因稀薄大氣的阻力,逐漸下落,墜入大氣層后,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(tài)尚佳的時候選擇主動離軌,就是為了徹底消除這一隱患,用百分百穩(wěn)妥安全的方式履行大國的責任和擔當。 

 

創(chuàng)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(qū)域,確保地面安全”,朱樅鵬介紹到。要做到這一點不是簡單發(fā)出一個離軌指令就高枕無憂這么簡單。為了確保落得準,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(jiān)控并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,因為航天器在隕落過程中會發(fā)生解體,形成數量眾多、姿態(tài)不可控制的碎片,以“天女散花”的方式從天而降,落區(qū)影響的區(qū)域可達上千公里,為此天宮二號飛控團隊制定了多種應急處置預案,隨時準備“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,第一次為天舟一號受控離軌。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公里的橢圓軌道;第二步,再將天宮二號軌道降至近地點70公里的橢圓軌道,進入大氣層。朱樅鵬指出,天宮二號飛控隊伍沒有沿用以往的成熟技術,而另辟蹊徑,就是為了更為充分、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。

 

天宮二號受控離軌的成功完成意義重大。據了解,在地球周圍,大于10厘米的空間碎片已超過2萬個,一般而言,10 厘米以上的空間碎片,無論其撞擊到哪個航天器都是滅頂之災。太空中遍布著太空垃圾,經常讓馳騁的航天器不得不變道、避障,確保自身的安全,主動銷毀已經成為國際上一個共同的追求和發(fā)展的難點。太空垃圾的治理非常困難,在離地球400多公里的近地軌道,太空垃圾需要十年之久才能自然衰落至大氣層內燒毀,更別說在中軌道和高軌道漂浮著數以千計的航天器,可能永遠都是一個路障,如果不去主動銷毀,將會在軌道上遍布荊棘。

 

天宮二號受控離軌的成功完成體現了我國主動擔當,為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,因為要不斷調整姿態(tài)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(yōu)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(huán)保的空間事業(yè)發(fā)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(yōu)、更安全的目標大步前行。



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