航天功臣离轨重返地球会“伤害”我们吗？

南宁晚报 2018-04-01 09:43 大字

自2016年起中止数据连接后，天宫一号进入最终返回地球阶段，预计将在2018年2月份前后返回地球。

天宫一号的“坠毁”对我们的生活有威胁吗？有可能“击中”城市吗？自2015年起，彼时已在轨4年的天宫一号就不断被西方部分“媒体”渲染要坠毁甚至可能“击中”某些重要城市。直到最近刚过去的2018年元旦，又来了一波新的宣传攻势。只能说，这个“高级谣言”实在是太过精致，差一点就能让人相信了。谣言止于智者，就让我们来好好解读下吧。

航天器烧蚀解体“三步走”

大型航天器再入大气层的过程是怎样的呢？根据理论研究和历史上天空实验室、和平号空间站等大型航天器再入大气层的飞行经验，大型航天器进入大气层后烧蚀解体的一般过程可以简要概括为三步

第一步大型设备分离解体

在进入大气层初期，安装在航天器外部的太阳电池板、大型天线等设备在大气阻力作用下开始撕裂，在剧烈的气动摩擦中，这些设备从主结构上撕裂、脱落，与航天器本体分离后被大气层摩擦、烧蚀。这个过程一般发生在100km高度左右。

第二步航天器解体

随着航天器的温度继续升高，舱体受到的气动摩擦和气动热会愈演愈烈，在高温和大气阻力的双重作用下，航天器的主体结构、内外部设备陆续与航天器本体发生分离，若航天器携带有较多剩余燃料，甚至可能发生爆炸加快解体和燃烧的速度。航天器解体高度一般在80km左右。解体后的碎片在坠落过程中继续加热烧蚀。

第三步碎片烧尽

航天器的碎片在坠落过程中继续受到气动热和气动力的双重作用熔化或燃烧，质量和体积逐渐减小，其中大部分碎片在到达地面前已烧尽，不会到达地面。只有少量较难烧蚀的部件可能会残留一部分，直到到达地面；还有一些质量更小的碎片，在烧尽前已经降到较低速度，不再烧蚀，也可能会最终飘落到地面。

1 载人航天的排头兵

2011年9月29日，天宫一号发射成功。在轨期间的种种“壮举”，打破了自上世纪60年代以来，苏美两国在全世界对载人航天对接技术近50年的垄断。作为中国首个目标飞行器和空间实验室，天宫一号在轨期间，先后与神舟八号、九号和十号飞船圆满完成多次空间交会对接，并开展了一系列空间科学实验和应用试验，为我国航天事业做出巨大贡献。

在太空环境下，由于真空、辐射等环境因素，维持飞行器的寿命是个难题。而我国科技人员出色地解决了这些问题，即便超额完成任务，天宫一号状态也一直都很好，所有设备都正常。2016年3月21日，中国载人航天工程办公室表示，超期服役两年半的天宫一号（已在轨工作1630天）正式终止了数据服务。

近期，中国载人航天工程办公室副主任、航天员杨利伟表示，按计划，中国将在2022年前后完成载人空间站的在轨组装并投入运营，开展较大规模的空间科学实验和技术试验。

世界现存的国际空间站始建于1998年，基于运营成本和使用年限等问题，按计划，国际空间站将在2024年退役。届时，中国将成为唯一拥有空间站的国家，这对中国的载人航天、对人类探索太空，都将具有里程碑意义。

2 天宫一号为何返回

那么，为什么天宫一号要落回地球？

自从苏联发射人类第一颗人造卫星斯普特尼克1号以来，世界各国一共执行了超过4000次的发射任务，大部分废弃航天器并没有被回收，而是变成了太空垃圾。目前太空飘浮着大约1.7亿件太空垃圾，其中仅2.2万件是可追踪到的。这些小到由人造卫星碎片、漆片、粉尘，大到整个飞船残骸构成的太空垃圾，时刻都在威胁着太空中价值7000亿美元的太空设备的安全。

为了减缓太空垃圾的增速，目前，部分运行在近地轨道的大型航天器退役后，国际通行的做法是让其受控坠落到南太平洋一处距离大陆最偏远的深海区——尼莫点，那里因为“埋葬”了诸多航天器而被称为“航天器坟场”。俄罗斯的和平号空间站、进步号系列飞船，美国的康普顿伽马射线望远镜等都坠落于此。

针对已经完成使命的天宫一号，我国主要采取了两大应对措施：

一是加强了对飞行器的地面监测和预警；二是在飞行器轨道寿命末期，使天宫一号主动离轨，重返大气层烧毁。一般情况下，航天器再次穿越地球浓密的大气层时，都会因为剧烈的摩擦而达到很高的温度，继而自行烧毁。

3 坠落地点如何确定

针对媒体反复提及的“坠落地点无法确定”一说，我国多位航天专家对此回应，天宫一号一旦“受控”坠落，剩余残骸将落入指定海域，不会危害地面。

航天科技集团五院空间实验室系统总设计师朱枞鹏在接受采访时提到，天宫一号坠入大气层后就会烧毁，剩余残骸将落入指定海域，不会危害地面。

根据中国载人航天官方网站的最新通告，天宫一号目标飞行器姿态稳定，形态未发生异常，没有出现乱翻滚、变形破碎等情况。专家表示，这意味着它在返回的过程中，与大气层的摩擦可以形成最理想的燃烧面。其实，那些人类希望能正常返回地面的航天器在再入大气层过程中想要不被烧毁都是一个需要攻关的课题。比如载人飞船返回舱，为保证能安全通过大气层，需要做好复杂的热防护，底部覆盖能抵御2000多摄氏度的材料。一般来说，重达上百吨的和平号空间站都可以燃烧殆尽，8.5吨的天宫一号坠落可能带来的威胁微乎其微。

目前，世界上对于航天器自由再入大气层时的预报能力，一般要在最后两小时才能较为准确地预报再入时间和再入范围。

天宫一号肩负四项使命

★与神舟系列飞船完成空间交会对接飞行试验

★保障航天员在轨短期驻留期间的生活和工作

★进行一系列空间实验

★初步建立短期载人、长期无人独立可靠运行的空间实验平台，为建造空间站积累经验

天宫一号拓展任务阶段

★继续开展航天技术试验、对地遥感应用和空间环境探测

★验证低轨长寿命载人航天器设计、制造、管理、控制相关技术

★获取大量有价值的数据信息和应用成果，为空间站的建设运营和载人航天成果的应用推广积累了重要经验。

天宫一号任务时间节点

★2011年9月29日天宫一号在酒泉卫星发射中心发射成功，进入预定轨道后开始开展工作

★2011年11月天宫一号与神舟八号飞船成功对接，中国也由此成为世界上第三个自主掌握空间交会对接技术的国家

★2012年6月18日天宫一号与神舟九号飞船成功实现自动交会对接，中国3位航天员首次进入在轨飞行器

★2013年6月13日天宫一号与神舟十号飞船顺利完成了自动交会对接，并合体飞行13天，在这期间，3名宇航员在天宫一号中进行了科学实验等活动

★2013年6月26日飞行了15天的神舟十号飞船返回中国，天宫一号也圆满完成了全部任务

我国曾两次控制

飞行器精准返回

★2014年11月1日，中国探月工程三期再入返回飞行试验器以第二宇宙速度从月球轨道返回，通过在大气层表面“打水漂”的方式减速，最终落在内蒙古预定位置

★2017年9月，我国的天舟一号飞船按计划完成了多项拓展应用和相关试验后，在测控通信系统的精确控制和密切监视下，天舟一号经两次制动，轨道高度不断下降，最后进入大气层烧毁

■深度

天宫一号失控撞地球？无稽之谈！

天宫一号目前在轨状态如何？它将何时再入大气层？它的再入过程是否像某些媒体担忧的那样可能造成一定风险呢？中国相关机构又做了哪些应对措施？中国载人航天工程办公室近日连续对外权威发布天宫一号轨道状态，从中我们能找到一些问题的答案。

残留燃料有危害吗？

对个别外媒称天宫一号携带的一些有毒有害燃料无法在再入大气层时完全烧毁的说法，据权威消息，天宫一号目标飞行器所用燃料属于航天器普遍使用的燃料，再入大气层时剩余的少量燃料将随结构部件一同烧毁，不会对地面造成危害；其次，航天器在再入大气层时，动能大部分将转化为热能，进而使自身烧蚀烧毁不会产生有害物质。

再入会砸中地面吗？

据记者了解，航天器再入大气层是人类航天发展中的常态化事件，所有的低轨道航天器都存在寿命结束再入大气层的问题，相比“礼炮-7”空间站、重达80吨的“天空实验室”、140吨的和平号空间站等航天器“老大哥”，长约10.4米、仅重8.5吨的天宫一号只能算是“小个子”，在返回大气层过程中对航空活动以及地面造成危害的可能性极小。

普通人需要担心吗？

地球表面70%被海洋覆盖，航天器的残余碎片落向人口密集地区的概率更是非常非常小。根据粗略估算，在流星雨爆发的时段，每小时有1000~20000颗陨石落向地球，而普通人被200g以上的陨石砸中的概率是7亿分之一；作为对比，普通人一生中被雷劈的可能性是1.2万分之一，我们普通人根本不需要为航天器再入这样的事忧心忡忡。

■链接

太空碎片伤人？

比中彩票大奖概率低得多

在整个航天史上，没有一个经过确认的由坠落的人造太空碎片造成的死亡案例。唯一类似案例发生在1997年1月22日的美国，罗蒂·威廉斯散步时遭遇一块坠落的德尔塔II型火箭金属碎片，但碎片只是擦过其左肩，本人没有受伤。

在过去50年里，已有超过5900吨空间碎片在再入地球大气层后留存下来，但是，除罗蒂·威廉斯外，我们没有看到任何这些碎片的伤人事件。因此，天宫一号将坠毁、引发灾难、威胁人类安全的猜测，完全是耸人听闻。

对于天宫一号残骸可能降落的地点，美国航空航天公司专门绘制了一张地图（右图）。其中，蓝色区域（构成地球表面三分之一的区域）表示零概率区域，绿色区域表示低概率区域，黄色区域则是高概率区。美国航天航空公司在分析报告中表示：一个人被天宫一号残骸砸中的概率，是中强力球彩票大奖概率的100万分之一。

本版文字综合新华社、中新、《中国青年报》报道

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