天宮一號完美謝幕,中國計(jì)劃在2022年前后建成首個(gè)空間站

經(jīng)北京航天飛行控制中心和有關(guān)機(jī)構(gòu)監(jiān)測分析，4月2日8時(shí)15分左右，天宮一號目標(biāo)飛行器已再入大氣層，再入落區(qū)位于南太平洋中部區(qū)域，絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀，完成了歷史使命！絢爛謝幕！

天宮一號是做什么的？

天宮一號是中國首個(gè)空間目標(biāo)對接飛行器，主要目的是檢驗(yàn)軌道交會對接和宇航員在太空較長時(shí)間駐留的技術(shù)驗(yàn)證，為計(jì)劃中在2022年前后建成中國的首個(gè)正式空間站奠定基礎(chǔ)。

2011年9月29日，“天宮一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，飛行器全長10.4米，最大直徑3.35米，重8.5噸，由實(shí)驗(yàn)艙和資源艙構(gòu)成，設(shè)計(jì)壽命兩年。在預(yù)定壽命完成后，為進(jìn)一步檢驗(yàn)飛船長期在軌運(yùn)行與測控能力，天宮一號繼續(xù)超期服役，一直到2016年3月16日，天宮一號目標(biāo)飛行器正式終止數(shù)據(jù)服務(wù)，全面完成了其歷史使命。

在其兩年多的服役期間，天宮一號先后與三艘神舟飛船進(jìn)行了在軌交會對接，其中一艘是無人飛船，兩艘是載人飛船，一共有6位中國航天員登上了天宮一號。

一） 神舟八號飛船

神舟8號飛船是一艘不載人飛船，于2011年11月1日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。隨后，分別在11月3日和11月14日先后兩次與天宮一號進(jìn)行了交會對接，這是我國首次開展無人交會對接。在神舟八號與天宮一號自動交會對接之前，前世界僅有蘇聯(lián)（俄羅斯），日本和歐洲實(shí)現(xiàn)過類似的在軌自動交會對接。神舟8號與天宮一號連續(xù)兩次交會對接成功，給了中國工程師們接下來開展載人交會對接任務(wù)的信心，做好了準(zhǔn)備。

二） 神舟九號飛船

神舟9號飛船是中國“神舟”計(jì)劃中發(fā)射的第四艘載人飛船，于2012年6月16日發(fā)射升空，此行它搭載了三位中國航天員，分別是指令長景海鵬，中國首位女宇航員劉洋，以及另一位航天員劉旺。

神舟9號飛船在軌期間，成功地與天宮一號進(jìn)行了兩次對接，這是首次有載人飛船與天宮一號進(jìn)行對接，宇航員也首次進(jìn)入到了天宮一號的內(nèi)部。另外，其中還驗(yàn)證了假定在自動模式失效或出現(xiàn)故障的情況下，由宇航員手動控制實(shí)現(xiàn)對接的技術(shù)，取得了成功。

三） 神舟十號飛船

神舟十號飛船是中國“神舟”計(jì)劃發(fā)射的第五艘載人飛船，于2013年6月11日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。本次任務(wù)乘組是指令長聶海勝，航天員張曉光和王亞平，其中王亞平是繼神舟9號劉洋之后的中國第二位女性航天員。這三位航天員之前也正是神舟9號任務(wù)的備份乘組。

神舟十號是中國載人航天二期工程實(shí)施的第三次交會對接飛行，在神舟9號首次載人交會對接任務(wù)圓滿成功半年后，神舟十號再次搭載3位宇航員抵達(dá)天宮一號，主要目的是進(jìn)一步考核交會對接、載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)的功能和性能，進(jìn)一步考核執(zhí)行飛行任務(wù)的功能、性能和系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性，驗(yàn)證有關(guān)改進(jìn)措施的有效性，進(jìn)一步考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力，并開展我國首次太空授課活動。

相信很多讀者對此都還有印象。在2013年的6月20日上午10：04-10：55，我國第二位女航天員王亞平在天宮一號內(nèi)為全中國的中小學(xué)學(xué)生們上了一節(jié)物理課，主要內(nèi)容包括了質(zhì)量測量、單擺運(yùn)動、陀螺運(yùn)動、水膜和水球等幾個(gè)基本物理現(xiàn)象。為了確保太空物理課能夠順利實(shí)施，神舟十號的航天員們進(jìn)行了認(rèn)真的備課和演練，課程由女航天員王亞平擔(dān)任主講老師，指令長聶海勝輔助授課，另一位航天員張曉光擔(dān)任攝像師。地面控制中心也為太空授課活動提供了全面的技術(shù)支持和保障。這次太空授課吸引了空前的關(guān)注度，全國有超過8萬所中學(xué)，超過6000萬名師生同步收看了本次太空授課。

德國弗勞恩霍夫高頻物理及雷達(dá)技術(shù)研究所，一直在用口徑34米的跟蹤成像雷達(dá)，對不斷降低高度的天宮一號進(jìn)行高精度成像觀測，可以清晰看到天宮一號的主體和太陽能板等細(xì)節(jié)，這或許是最后幾張清晰影像了。

為什么預(yù)測精確的墜落時(shí)間那么困難？

盡管至少在一年之前，專家們就已經(jīng)預(yù)見到這樣的結(jié)果，但是對于隕落的精確時(shí)間卻一直難以把握。

這件事那么難做嗎？

是的。

牛頓定律告訴我們衛(wèi)星是以圓形或橢圓形軌道圍繞地球運(yùn)行的。但在較低的軌道高度上（1000公里以下），情況要復(fù)雜得多。這是因?yàn)樵谶@一高度以下，飛船或衛(wèi)星會受到極為稀薄的大氣阻滯作用。這種作用會減低飛船運(yùn)行速度，從而使其軌道高度進(jìn)一步下降。

理論上，我們可以非常精確地計(jì)算出飛船下墜的軌道。但前提是我們必須詳細(xì)掌握幾個(gè)參數(shù)，包括：衛(wèi)星的運(yùn)行速度，不同高度上的地球大氣密度，飛船的氣動外形和朝向，尤其它的橫截面積大小等等。

利用地面觀測設(shè)備，我們可以非常精確地測定飛船的速度值，但其他參數(shù)的測定卻充滿了不確定性，因此要想非常精確的估算天宮一號的墜落時(shí)間和地點(diǎn)是非常困難的。不過，隨著飛船高度越來越低，專業(yè)機(jī)構(gòu)對于天宮一號的隕落時(shí)間估算誤差也正不斷縮小，目前，專家們給出的比較達(dá)成一致的意見是在4月1日上午，至于墜落的地點(diǎn)仍然存在分歧，其中北美防空司令部給出的預(yù)測是在我國境內(nèi)的河南與安徽交界區(qū)域，但這其中還存在不確定性。

天宮一號墜落會砸到人嗎？

簡答的回答是：有可能，但是可能性很低，因此，不必過于擔(dān)心。

首先，這絕對不是一次什么大不了的事件，在歷史上這樣的事情太多了。天宮一號重量超過8噸，在人類歷史上不受控自由墜落的航天器中只能排到第50位。

當(dāng)天宮一號墜入大氣層時(shí)，絕大部分部件將會焚燒銷毀。按照一般情況下的估算方式，預(yù)計(jì)將可能有占質(zhì)量20%~40%的物體可能幸存下來，那也就相當(dāng)于1.5~3.5噸的物質(zhì)殘骸會墜落。

根據(jù)其軌道特征，天宮一號的殘骸墜落地點(diǎn)將是在南北緯43度之間的廣大地區(qū)，這一區(qū)域內(nèi)居住的人口大約有52億人。不過，由于海洋面積廣大，殘骸落入海洋的可能性要大得多。

根據(jù)科學(xué)家們估算，你被天宮一號的殘骸砸中的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1萬億分之一，甚至100萬億分之一，比你買一次就中彩票頭獎(jiǎng)的概率還要低大約10萬~1000萬倍。不過，要是你足夠幸運(yùn)，墜落點(diǎn)距離不太遠(yuǎn)的話，或許你會在天空中看到一場壯觀的“煙火秀”：一長串明亮的“流星”將劃過你的頭頂，持續(xù)時(shí)間甚至可以達(dá)到1分鐘左右。

人類歷史上還有哪些類似的衛(wèi)星/飛船墜落事件？

天宮一號當(dāng)然不是人類歷史上第一個(gè)失控墜落的大型航天器，正如此前所言，粗略統(tǒng)計(jì)顯示質(zhì)量8噸多的天宮一號在歷史上失控墜落的全部航天器中最多排名第50位，事實(shí)上，根據(jù)美國宇航局的統(tǒng)計(jì)，在過去50多年的歷史中，平均每天都會有一個(gè)有正式編號的航天器碎片或航天器本身墜落地球。當(dāng)然，由于絕大部分組件都會被焚毀，而即便落到地面上，擊中居民的概率也幾乎為零，歷史上海從未發(fā)生過與此相關(guān)的嚴(yán)重傷亡事件。

在天宮一號之前，比較有名的失控墜落的航天器有哪些？

恐怕造成國際上動靜比較大的一回，應(yīng)該要數(shù)在1978年，蘇聯(lián)核動力衛(wèi)星“宇宙954”的失控墜落事件。這是一顆核動力衛(wèi)星，上面裝有大量放射性物質(zhì)，它在加拿大上空燃燒解體，破碎成數(shù)以百計(jì)的碎塊，其中一些還相當(dāng)大。核反應(yīng)堆也是立即解體，大量核燃料噴濺而出，污染了整個(gè)衛(wèi)星，擴(kuò)散到大氣中，并使所有衛(wèi)星部件都沾染了強(qiáng)烈的放射性。

大量放射性物質(zhì)和衛(wèi)星碎片散落到了加拿大西北地區(qū)，阿爾伯塔省和薩斯喀徹溫省的一片狹長區(qū)域內(nèi)，污染帶綿延接近600公里。萬幸的是，這里主要是廣袤的苔原和冰原，人跡罕至。

事故發(fā)生后，美國和加拿大聯(lián)合實(shí)施了代號為“晨光行動”的大規(guī)模核污染清理行動。但即便如此，仍然只是找到并清理了一小部分的污染物，要想完全清除這次事故產(chǎn)生的核污染短期內(nèi)是根本做不到的。

更加讓加拿大惱火的是，根據(jù)國際法規(guī)定，空間當(dāng)事國的衛(wèi)星事故對他國造成損失的，當(dāng)事國應(yīng)當(dāng)承擔(dān)賠償責(zé)任。但是事后蘇聯(lián)卻斷然拒絕了加拿大方面要求蘇方支付600萬美元清理費(fèi)用的要求，經(jīng)過反復(fù)協(xié)商，蘇聯(lián)最終只答應(yīng)給300萬美元，但是還附帶了條件，那就是不許再追究這件事。

僅僅過了一年，重量超過70噸的美國的“天空實(shí)驗(yàn)室”（Skylab）空間站發(fā)生故障，失控墜落，大量殘骸灑落在澳大利亞西部荒原之中。受到前一年蘇聯(lián)“宇宙954”事件的影響，當(dāng)時(shí)世界各大媒體都大量報(bào)道了這一事件。但由于“天空實(shí)驗(yàn)室”上并沒有核燃料，這次事件本身并未造成太大的環(huán)境影響，但確實(shí)砸到了幾棟小屋，并砸死了一頭牛。事后，澳大利亞向美國要求賠償，同樣遭遇了拖延，直到30年后才支付，還不是由美國政府，而是美國民間組織籌款支付的。

另外，前不久上映的俄羅斯航天題材大片《禮炮七號》贏得一片贊譽(yù)之聲。禮炮七號是蘇聯(lián)時(shí)代的一座空間站，其質(zhì)量也接近20噸左右，在1991年2月7日，這座空間站的命運(yùn)同樣是以失控墜落告終，大量殘骸墜落在南美洲阿根廷境內(nèi)。