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专家:让天宫二号主动退休 是为了“万无一失”

发布时间:2019-08-09 06:42来源:网络整理作者:Robot editing阅读:

阔别地球母亲1000多天之后,我国第一个真正意义上的空间实验室天宫二号终于再次踏上故土。7月19日晚,天宫二号以受控的方式,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。

航天科技集团五院天宫二号总设计师朱枞鹏,谈起刚投入地球怀抱的天宫二号,不舍的话语中难掩内心的激动与自豪。他说:“天宫二号空间实验室不仅完美执行了各项既定和拓展任务,更用主动受控离轨这一壮烈方式,为任务画上了圆满句号。这是我国坚定履行负责任大国国际责任的有力担当,也是中国人和平科学利用太空资源的生动实践。”

天宫二号带的“干粮”还可以再飞数年?

根据中国载人航天工程办公室7月13日发布的消息,天宫二号空间实验室设计在轨寿命两年,目前在轨飞行已超过1000天,尽管已超期服役近一年,可平台及载荷功能正常,状态良好。

朱枞鹏进一步透露,天宫二号所携带的推进剂仍很充足,可以继续支持其在轨飞行数年,“无论从团队感情还是航天器在轨发挥的重要作用,我们都对天宫二号感到不舍”。

“天宫二号承载了推动中国步入‘空间站时代’的历史使命。”朱枞鹏说,天宫二号飞行任务期间,天宫二号与神舟十一号、天舟一号进行了多次交会对接,并开展了一系列空间实验,充分验证了航天员中期驻留太空的能力、推进剂在轨补加技术,为建造空间站奠定基础,为中国载人航天事业发展立下了汗马功劳。

让英雄谢幕难舍,更为不舍的是,英雄“老当益壮”。

据朱枞鹏透露,五院研制团队模拟空间站运行状态,对天宫二号压气机等关键设备进行了高频次在轨操作,并开展了主动降轨控制等一系列拓展实验,可以说,状态良好的天宫二号对于支持空间站建设意义重大。

此外,天宫二号搭载了14项约600多公斤重的应用载荷,有空间冷原子钟、宽波段成像仪、三维成像微波高度计设备,涉及空间基础物理学、地球科学观测、空间科学实验等多个方面,天宫二号对于支持各类设备开展空间应用实验仍发挥着关键作用,经济效益、社会效益巨大。

“让天宫二号主动退休,是为了‘万无一失’”

然而,英雄“老当益壮”,尽管人们从情感上难以接受她的“离去”,但从在轨可靠性、安全性角度考量,必须对天宫二号进行主动离轨。

“让‘身强体壮’的天宫二号主动退休,是为了‘万无一失’!”朱枞鹏说,这彰显了中国的大国担当与负责任的国际形象。

按照他的解释,随着超期服役时间的不断增加,天宫二号的在轨可靠性会有所下降,一旦出现在轨异常,处于近地轨道、失控状态的天宫二号会因稀薄大气的阻力,逐渐下落,坠入大气层后,一些高熔点材料有可能不会完全烧蚀,少量残骸会落到地面,危及地面人员安全。

“天宫二号在状态尚佳的时候选择主动离轨,就是为了彻底消除这一隐患,用百分百稳妥、安全的方式履行大国的责任和担当。”?朱枞鹏说。

据了解,在地球周围,大于10厘米的空间碎片已超过两万个,一般而言,10厘米以上的空间碎片,无论撞击到任何航天器都会造成灭顶之灾。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。

更令人头疼的是,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。

因此,朱枞鹏谈及天宫二号受控离轨的成功完成,不断用了这样一句话:“意义重大!”

受控离轨不是发一个指令那么简单

根据中国载人航天工程办公室的说法:此次受控离轨,就是要让天宫二号在指定的时刻落在指定的区域,确保地面安全。

朱枞鹏告诉记者,要做到这一点,不是简单发出一个离轨指令就能高枕无忧了。

据他透露,为了确保落得准,五院天宫二号飞控团队综合考虑各方面因素,开展了多轮模拟仿真,制定了翔实的飞控实施方案;在飞控过程中,团队要时时监控并快速调整航天器的离轨速度、角度,确保航天器以最佳的“入水”姿势进入大气层。

“这一过程必须非常严谨,因为航天器在陨落过程中会发生解体,形成数量众多、姿态不可控制的碎片,以‘天女散花’的方式从天而降,落区影响的区域可达上千公里。”?朱枞鹏说,为此天宫二号飞控团队制定了多种应急处置预案,随时准备“救场”。

值得一提的是,此次是我国航天史上的第二次航天器受控离轨,第一次是天舟一号受控离轨。

与天舟一号采取的“一步”飞控实施的策略不同,天宫二号采取了“两步走”的飞控实施策略——

第一步,先将天宫二号轨道降低到近地点200公里的椭圆轨道;第二步,再将天宫二号轨道降至近地点70公里的椭圆轨道,进入大气层。

朱枞鹏告诉记者,五院天宫二号飞控队伍没有沿用以往的成熟技术,而另辟蹊径,就是为了更为充分、全面地搜集航天器主动离轨的各类数据,更好地掌握轨道特性。而这也是航天人“好、快、省”工作作风的又一生动实践。

五院专家还告诉记者,因为涉及到要不断调整姿态和速度,航天器在离轨过程所耗费的燃料不是个小数目。如果受控离轨方案能不断优化,尽可能少地消耗燃料,对于中、高轨的航天器应用价值很大,对于探索经济、和谐、绿色、环保的空间事业发展道路意义重大。“此次天宫二号的受控离轨在这条道路上迈出了坚实一步,未来中国航天人将向着更高、更优、更安全的目标大步前行。”

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