“牧星人”是怎样把天宫二号带回家的？并非看上去那么简单

　　科技日报记者 付毅飞

　　在南太平洋深处，有一个僻静的地方叫做“尼莫点”。这里距离最近的陆地也有将近2700公里，不仅人迹罕至，连海洋生物也很稀少，只有部分海底细菌可以存活。

　　因而，该处成为了“航天器坟场”。自从苏联首次在尼莫点海域坠落航天器残骸，国际上共有200多个航天器“遗体”在此长眠。7月19日，落叶归根的天宫二号，也以此处作为了最终归宿。

　　可能有人觉得，控制航天器返回不过是发送几个指令而已。表面上看或许如此，但背后绝非这么简单。科技日报记者从北京航天飞行控制中心了解到，为了确保天宫二号受控再入任务顺利实施，飞控人员需要开展长周期精确轨道确定、两脉冲联合控制、精确控制计算、残骸散布分析等常规工作，综合考虑控制要求和测控资源分配等条件约束，确保飞控计划、注入数据和上行指令准确无误。同时要准备十多套应急预案，应对各种突发异常。

　　7月19日，北京飞控中心测控大厅内，“牧星人”在执行天宫二号受控再入任务(北京飞控中心供图)

　　那么，“牧星人”是怎样把天宫二号带回家的？

　　北京飞控中心副主任孙军在接受科技日报专访时介绍，天宫二号的离轨控制分两步实施。先让它来个“180度转身”，变成推进器向前。7月18日天宫二号飞到我国喀什测控站上空时，地面发送降轨指令，利用发动机反推让它减速，使它在继续绕地球飞行半圈后，在南太平洋上空从此前高度约390公里的圆形轨道，进入近地点200公里的椭圆形轨道。

　　7月19日，北京飞控中心测控大厅内，“牧星人”在执行天宫二号受控再入任务(北京飞控中心供图)

　　开展这一波操作主要是出于稳妥考虑。孙军说，毕竟天宫二号已经有一年多时间没有实施轨道控制，虽然其“健康状态”一直处于监测之中，但发动机会不会出现什么预料之外的问题，只有试一试才能打保票。分两次实施降轨，可以及早发现问题，为异常情况留出更多调整余地。

　　首次降轨完成后，地面人员会迅速对任务情况进行精确测量和标定，以进一步掌握发动机的工作、推力情况，相当于为后续动作校正了“准心”。

　　站得更近、试过了“枪”、准心也校正了，“打靶”当然更有把握。

　　7月19日，北京飞控中心测控大厅内，“牧星人”在执行天宫二号受控再入任务(北京飞控中心供图)

　　由于地球在由西向东不断自转，天宫二号每90分钟绕地球飞一圈回来，星下点都会向西偏移，2圈以后飞行轨迹就超出了安全落区范围。因此第二次降轨被安排在7月19日，地球自转一天后进行。

　　孙军介绍，此次控制目标是将轨道近地点从200公里降到70公里以内，让天宫二号直接进入大气层。

　　不过，航天器进入大气层后会迅速烧蚀分解、不再受控，少量烧蚀残留物将随惯性呈抛物线坠落。因此这次控制，主要要在轨道高度120公里以上完成。天宫二号进入稠密大气之后，就没有“回头路”了。

　　天宫二号的预定落区是一个东西方向长约8000公里、南北宽约1700公里的矩形，听上去很广阔，其实对于以每秒7.8公里速度再入返回的航天器来说，测控精度要求很高。如果发生意外，采取应急措施的时间非常有限。

　　孙军说，这一阶段最大的安全隐患仍来自发动机。如果发动机不能及时点火反推，或者推力不够未能将轨道降到预定高度，残骸落点将超出落区范围，可能对地面造成威胁。假如发生这种情况，地面必须迅速计算误差，向天宫二号注入新的控制参数；如果主推进器失效，则要让原本负责偏航和俯仰的姿控发动机“替补登场”，完成剩下的任务。无论采取哪种应急举措，都必须在几分钟内完成，才能确保残骸落入指定范围。

　　据中国载人航天工程办公室消息，天宫二号空间实验室于北京时间2019年7月19日21时06分受控离轨并再入大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。

　　成功时刻(北京飞控中心供图)

　　在“牧星人”的精心呵护下，设计寿命2年的天宫二号在太空平安度过了1036天，最终受控荣归。