在太空飛行了6年半的天宮一號回來了。4月2日，它再次飛越祖國上空，經(jīng)過了北京、上海、南京、廣州、香港……8時15分左右，它重新進入大氣層，化作無數(shù)碎片，在天空中留下了一道道流星，最后落入南太平洋中部區(qū)域。用這種方式，它跟鄉(xiāng)親父老完成了永別，落葉歸根。

公元1076年的中秋節(jié)，宋代詩人蘇軾通宵歡飲，寫下了《水調(diào)歌頭·明月幾時有》，詞中唱道：“明月幾時有，把酒問青天。不知天上宮闕，今夕是何年……”2011年9月29日，中秋節(jié)過后不久，天宮一號這座印著五星紅旗的“宮闕”，轟轟烈烈地進入了太空，為中國航天史留下了濃墨重彩的篇章。

超出計劃的跨越發(fā)展

2011年9月29日19時，漠北酒泉云淡風輕，金秋落日的余暉灑在高高聳立的發(fā)射塔架上。中國載人航天工程總設計師周建平輕舒一口氣，緩緩從指揮席起身，走到指揮樓的露天平臺，遙望著佇立在不遠處塔架上的長征二號F運載火箭和天宮一號。2小時后，他將指揮一次超出載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略原本計劃的發(fā)射，思緒又回到從前……

2003年，航天員楊利偉完成我國首次載人航天飛行后，中國載人航天工程第一階段任務圓滿收官。第二階段的核心任務是空間交會對接，我國最早制定的方案是將神舟飛船軌道艙改造后留軌飛行，作為目標飛行器與后續(xù)飛船進行無人、載人空間交會對接。這個方案已比航天大國早期的交會對接試驗方法邁進了一大步，且技術風險較小。

然而航天人經(jīng)過科學分析和深入評估，認為我國完全具備進一步跨越發(fā)展的條件，于是建議中央調(diào)整原來的計劃安排，直接發(fā)射8噸級的目標飛行器，兼做空間實驗室，一并實現(xiàn)自動交會對接、手動交會對接、中長期太空駐留的目標。

首次新增撓性慣性測量組合、首次使用迭代制導技術、首次采用馮·卡門曲線整流罩……面對全新的技術和設備，7000余名參研參試人員夜以繼日。8次火箭總檢查，234種故障預案處置演練，在不到20天里全部一次性順利通過……

這才有了當天21時36分，天宮一號的準確入軌。

天宮一號的控制系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、動力系統(tǒng)……從里到外、從大件到細節(jié)，使用了超過80%的新設備新技術，遠高于新研航天飛行器不超過30%新技術的慣例。

中國載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設計師黃偉芬說：“天宮一號是航天員的‘太空之家’，在那里我國航天人創(chuàng)造了諸多首次——首次手控交會對接、女航天員首飛、首次太空授課等。神舟九號、十號任務航天員在天宮一號里度過了難忘的太空時光?！?/p>

2013年6月25日早上，神舟十號乘組3名航天員仔細地查看了天宮一號每一個角落。最后離開的指令長聶海勝在完成狀態(tài)確認后，與已經(jīng)進入飛船軌道艙的張曉光、王亞平一起，向天宮一號敬禮告別。

在軌運行期間，天宮一號幫助我國突破和掌握了空間交會對接技術、組合體控制技術；驗證了在軌中長期飛行的生命保障技術，完成了多項航天醫(yī)學實驗；開展空間環(huán)境探測、地球環(huán)境監(jiān)測，提供應用數(shù)據(jù)服務……2016年3月16日，它正式終止數(shù)據(jù)服務，全面完成使命，進入軌道衰減期。

預測“天宮”歸期是門技術活

在近地軌道運行的大型航天器，使命結束后會受地球大氣環(huán)境阻力影響而離軌衰降。在軌道高度250公里以上時，軌道大氣屬于自由分子流，航天器姿態(tài)相對穩(wěn)定，軌道衰減率約為平均每天百米量級；當軌道介于250公里至100公里之間時，大氣處于自由分子流向熱成層稀薄流過渡的區(qū)域，密度顯著增強，氣動阻力迅速增加，軌道衰減會加速；當軌道高度降至100公里以下，航天器再入稠密大氣層，受氣動力和力矩急劇增加影響，其將解體并燒蝕。

天宮一號的歸期一直備受關注。近一年多，中國載人航天工程官網(wǎng)持續(xù)定期發(fā)布其軌道狀態(tài)，全球多家機構也在跟蹤天宮一號的動態(tài)，預測它何時再入大氣層。然而，這種預測實在是門技術活，變數(shù)多，難度大。直至今年3月上旬，各機構預測的再入時間跨度仍達半個月左右。

航天專家、中國航天科工集團二院研究員楊宇光向科技日報記者介紹，按現(xiàn)在的技術，通常只能在最后2小時才能確定空間物體的再入時間，主要原因是高層大氣阻力的影響難以估計。他說，高層大氣的密度會受多種因素影響，例如不同高度、經(jīng)緯度，不同季節(jié)乃至一天中的不同時段，大氣密度都會變化。這些變化尚有規(guī)律可循，如果出現(xiàn)劇烈太陽活動，會造成高層大氣密度成倍增加，有時甚至能增長上百倍。

歐空局太空殘骸辦公室4月1日宣稱，天宮一號墜落時間可能在4月2日7點30分±7小時。據(jù)中國載人航天工程辦公室4月2日發(fā)布，2日6時20分，天宮一號運行在平均高度約132.75公里的軌道上(近地點高度約130.9公里、遠地點高度約134.6公里、傾角約42.7度)，預計再入時間為4月2日8時42分(最早時間8時24分，最晚時間9時01分)，再入?yún)^(qū)域中心點位于西經(jīng)40.4度，南緯27.4度。

被碎片砸到的概率低于萬億分之一

對于天宮一號的告別，有人傷感，也有人擔心。近年來，不斷有外媒稱天宮一號會對地面環(huán)境及安全造成威脅。

記者了解到，中國駐聯(lián)合國(維也納)代表團數(shù)次在致秘書長的普通照會中提及天宮一號。在2018年3月26日的照會中稱，經(jīng)進一步計算復核，天宮一號在再入過程中絕大部分結構部件將燒蝕銷毀，對航空活動和地面人員、設施造成危害的概率極低。

哈佛大學天文學家喬納森·麥克道爾估計，天宮一號只有100至200千克的殘骸會落到陸地或海洋。更有專家認為，天宮一號僅重8.5噸，且沒有熱防護設計，基本會在大氣層中燒蝕殆盡。

實際上，人類歷年所有的載人航天任務，都伴隨著飛船殘骸的返回。比如我國神舟飛船和俄羅斯聯(lián)盟飛船均由推進艙、服務艙、返回艙等構成，只有經(jīng)過特殊保護的返回艙能安全著陸，其他部分都會在空中焚毀。而俄羅斯進步號、中國天舟號等貨運飛船，也都會整體返回大氣焚毀。例如每年國際空間站任務都會焚毀大約4艘重達7噸的進步號；我國的天舟一號返回重量與天宮一號接近，已經(jīng)在2017年9月22日返回地球并完全焚毀；歐洲曾經(jīng)的ATV貨運飛船重達10噸，在總共5次任務中全部焚毀在大氣中，日本6艘重10噸的HTV貨運飛船也是如此。

即使是質(zhì)量更大的航天器返回，也沒有出現(xiàn)過碎片擊中人類的記錄。從1971年到1991年，蘇聯(lián)7個重達18.5噸至19.8噸的禮炮系列空間站先后返回地球，都成功焚毀在大氣中；1979年，美國重達77.1噸的天空實驗室再入大氣，事后僅在地表發(fā)現(xiàn)了幾十個碎片。2001年，俄羅斯重達129.7噸的和平號空間站，在一艘貨運飛船輔助下墜落于南太平洋，雖然應該有碎片，但至今未被發(fā)現(xiàn)。從20世紀60年代到現(xiàn)在，大約有15000噸以上的人造航天器殘骸落回地球。英國廣播公司4月1日稱，天宮一號在史上失控墜落物體中重量排名約第50位。

最驚險的記錄發(fā)生在1997年，一塊落入地球的美國火箭第二級碎片，與一位名叫洛蒂·威廉姆斯的美國人擦肩而過。

鑒于地球表面70%是海洋，航天器殘余碎片落向人口密集地區(qū)的概率極低，擊中人類的概率更是微乎其微。有專家計算，這一概率低于萬億分之一，比中美國威力球彩票大獎的幾率還要小百萬倍。有數(shù)據(jù)顯示，每小時有2萬顆隕石的流星雨爆發(fā)時，普通人被砸到的概率是7億分之一；人一生中被雷劈的概率則為1.2萬分之一。悉尼大學航空航天學院空間工程執(zhí)行總監(jiān)霍姆斯更是表示：“你今天穿過悉尼一條馬路被汽車撞倒的可能性，比被天宮一號擊中的可能性大得多。”

相比之下，航天器再入這種事，真的沒必要擔憂。