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天舟二號為何要受控再入大氣層

發布時間:2022-04-01 15:33:00來源: 光明網-《光明日報》

  光明日報北京3月31日電 光明日報記者 張蕾 光明日報通訊員 張亞(ya) 鋒

  2022年3月31日,天舟二號貨運飛船按照既定任務計劃實施受控離軌,再入大氣層,順利回到地球母親(qin) 的懷抱。那麽(me) ,這一壯舉(ju) 背後的原因是什麽(me) ,又有著哪些困難和意義(yi) ?光明日報記者邀請航天科技集團五院天舟二號貨運飛船總體(ti) 主任設計師楊勝為(wei) 大家揭秘。

  “對在軌航天器來說,一旦撞上10厘米以上的空間碎片很可能就是滅頂之災。這些空間碎片經常讓飛馳的航天器不得不采取變軌措施進行避撞,以確保自身安全,有時會(hui) 嚴(yan) 重影響在軌飛行任務甚至導致任務失敗。”楊勝強調。

  然而,空間碎片的治理卻非常困難。據悉,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。

  “此次天舟二號任務期滿後,按照國際慣例實施離軌操作,既可以減少空間碎片的數量,避免對在軌航天器和地麵產(chan) 生危害,又可以為(wei) 全球空間碎片環境治理發揮重要作用,避免占用軌道資源,是中國航天履行大國責任和擔當,樹立負責任大國形象的重要選擇。”楊勝表示。

  低軌道上的衛星或其他航天器處於(yu) 壽命末期,尤其是在降低到100千米至120千米的高度時,受大氣阻力或控製係統作用,軌道高度會(hui) 迅速降低,氣動作用加劇,此時可以認為(wei) 航天器再入大氣層。

  楊勝介紹,低軌航天器再入大氣層時,會(hui) 以每秒8千米的速度快速飛行,此時在氣動熱和氣動力的雙重作用下,航天器逐步解體(ti) 和燒蝕。而為(wei) 了降低航天器解體(ti) 和燒蝕給地麵人員帶來的風險,對近地大型航天器實施離軌的通用做法是進行受控再入。“蘇聯的‘和平號’空間站、美國的空間實驗室、歐洲的ATV等,均在任務末期通過受控再入的方式成功脫離軌道並隕落於(yu) 安全區域。安全區域一般選擇在南太平洋無人區域,那裏少有飛機和輪船經過,是國際上通用的低軌航天器再入‘墳墓’。”

  我國在2017年、2019年相繼實施了天舟一號和天宮二號的受控再入任務,當時為(wei) 了降低地麵風險,均采取了軌道、姿態機動以控製再入落點。“此次天舟二號貨運飛船的受控再入過程采用分次控製的方式精確隕落:第一次是從(cong) 400千米高度的圓軌道變到200千米的近地點橢圓軌道;第二次是將近地點變到大氣層高度90千米以下,使其能夠進入大氣層燒毀,沒有燒毀的則進入預定落區,最終順利完成任務。”楊勝解釋說。

  如今,天舟二號已圓滿完成空間站建造階段的各項技術以及在軌拓展試驗驗證,並回到地球母親(qin) 的懷抱,可謂“定格瞬間,終成永恒”。

(責編: 常邦麗)

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