天舟二號(hào)為何離軌再入 專家:履行大國(guó)擔(dān)當(dāng)
天舟二號(hào)為何離軌再入 專家:履行大國(guó)擔(dān)當(dāng)
近日,中國(guó)載人航太工程辦公室發(fā)佈消息稱,天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船已于北京時(shí)間3月31日18時(shí)40分受控再入大氣層。飛船絕大部分器件被燒蝕銷毀,少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。
天舟二號(hào)為什麼要實(shí)施離軌再入?它是怎樣受控離軌的?航太科技集團(tuán)五院天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船總體主任設(shè)計(jì)師楊勝在接受媒體採(cǎi)訪時(shí)對(duì)此進(jìn)行了解讀。
受控離軌,避免佔(zhàn)用軌道資源
楊勝告訴記者,天舟二號(hào)已圓滿完成空間站建造階段的各項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證,以及在軌拓展試驗(yàn)驗(yàn)證,為了不佔(zhàn)用軌道資源,為其他航太器創(chuàng)造安全乾凈的空間環(huán)境,按照國(guó)際慣例對(duì)完成任務(wù)後的在軌航太器實(shí)施離軌操作,這是中國(guó)航太履行大國(guó)責(zé)任的必然選擇。
“一般而言,10釐米以上的空間碎片,對(duì)在軌航太器來(lái)説,一旦撞上就是滅頂之災(zāi)。”楊勝解釋説,這些空間碎片,經(jīng)常讓飛馳的航太器不得不採(cǎi)取變軌措施進(jìn)行避撞,以確保自身安全,有時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響在軌飛行任務(wù),甚至導(dǎo)致任務(wù)失敗。空間碎片的治理非常困難,在400千米高度的近地軌道上,空間碎片需要幾年甚至十幾年才能逐漸離軌消失。
楊勝分析,此次天舟二號(hào)任務(wù)期滿後按照國(guó)際慣例實(shí)施離軌操作,既可以減少空間碎片的數(shù)量,避免對(duì)在軌航太器和地面産生危害;又可以為全球空間碎片環(huán)境治理髮揮重要作用,避免佔(zhàn)用軌道資源。
分次控制,精確控制隕落
那麼,天舟二號(hào)又是如何受控離軌的?
楊勝介紹,低軌道上的衛(wèi)星或其他航太器壽命末期在大氣阻力或控制系統(tǒng)作用下,軌道逐漸降低,當(dāng)降低到距離地面100—120千米高度時(shí),在氣動(dòng)力作用下,軌道高度迅速降低,氣動(dòng)作用加劇,此時(shí)可以認(rèn)為航太器再入大氣層。
“低軌航太器再入大氣層時(shí),會(huì)以每秒8千米的速度快速飛行,此時(shí)在氣動(dòng)熱和氣動(dòng)力的雙重作用下,航太器會(huì)逐步解體、二次解體和燒蝕。”楊勝説。
他告訴記者,為降低風(fēng)險(xiǎn),對(duì)近地大型航太器實(shí)施離軌的通用做法是進(jìn)行受控再入,蘇聯(lián)的“和平號(hào)”空間站、美國(guó)的空間實(shí)驗(yàn)室等均在任務(wù)末期通過受控再入的方式成功脫離軌道並隕落於安全區(qū)域。安全區(qū)域一般選擇在南太平洋無(wú)人區(qū)域,那裏少有飛機(jī)和輪船經(jīng)過,是國(guó)際上通用的低軌航太器再入“墳?zāi)埂薄?/p>
“我國(guó)也在2017年和2019年相繼實(shí)施了天舟一號(hào)和天宮二號(hào)的受控再入任務(wù),為了降低地面風(fēng)險(xiǎn)均採(cǎi)取了軌道、姿態(tài)機(jī)動(dòng)以控制再入落點(diǎn)。”楊勝介紹。
“天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船的受控再入過程採(cǎi)用分次控制的方式精確控制隕落。”楊勝説,第一次是從400千米高度的圓軌道變至200千米的近地點(diǎn)橢圓軌道,第二次是將它的近地點(diǎn)變至大氣層高度90千米以下,使其能夠進(jìn)入大氣層燒燬,沒有燒燬的進(jìn)入預(yù)定落區(qū),最終順利完成任務(wù)。