在南太平洋深处,有一个叫尼摩角的安静的地方。它离最近的陆地也有近2700公里。它不仅难以接近,而且海洋生物也很罕见。只有一些海底细菌能够存活。

宇宙飞船墓地(互联网图片)

结果,它成了一个“飞船墓地”自从苏联第一次在尼莫托普海域投放宇宙飞船残骸以来,已经有200多件宇宙飞船“残骸”被安放在世界各地。7月19日,已经落叶归根的天宫二号也把这个地方作为它的最终目的地。

有些人可能认为控制宇宙飞船的返回只是发出一些指令。从表面上看,可能是这样,但在背后,事情并不那么简单。《科技日报》记者从北京航天控制中心了解到,为确保天宫二号受控再入任务的顺利实施,飞行控制人员需要开展长周期精确定轨、双脉冲联合控制、精确控制计算、碎片散布分析等日常工作。,并综合考虑测量和控制资源分配等控制要求和约束,以确保飞行控制计划、注入数据和上行指令的准确性。同时,应准备十多套应急计划来应对各种意外异常情况。

7月19日,在北京飞行控制中心的控制大厅,“牧羊人”正在执行天宫二号的受控再入任务(由北京飞行控制中心提供)

那么,“星牧羊人”是如何把天宫二号带回家的呢?

北京飞行控制中心副主任孙俊在接受《科技日报》独家采访时表示,天宫二号的离轨控制分两步实施。首先让它做一个“180度转弯”,然后变成一个螺旋桨向前移动。7月18日,天宫二号飞越了中国喀什TT&C站。地面发出命令降低轨道。该发动机用于逆转天宫二号的减速。在继续绕地球飞行半圈后,天宫二号进入了椭圆轨道,其近地点距离圆形轨道200公里,而之前在南太平洋上空的高度为390公里。

这一波行动主要是出于谨慎的考虑。孙俊说,毕竟,天宫二号已经一年多没有实施轨道控制了。尽管它的“健康状况”一直处于监控之下,但只有尝试才能保证发动机是否会出现任何意外问题。分两个阶段实施钢轨减径可以尽早发现问题,并为异常情况留下更多调整空间。

第一次下降完成后,地面人员将迅速对任务进行精确测量和校准,以进一步掌握发动机的工作和推力情况,这相当于为后续行动校正“对准”。

站得更近了,试了试“枪”并修正了准确度,“射击”肯定更有把握。

7月19日,在北京飞行控制中心的控制大厅,“牧羊人”正在执行天宫二号的受控再入任务(由北京飞行控制中心提供)

随着地球从西向东不断旋转,天宫二号将在绕地球旋转90分钟后返回,恒星的低点将向西移动。两圈后,飞行路线将超过安全着陆区。因此,第二次变轨定于7月19日,即地球自转后的一天。

孙俊说,这一控制的目标是将轨道近地点从200公里减少到70公里以下,让天宫二号直接进入大气层。

然而,宇宙飞船进入大气层后会迅速消融和分解,不再受控制。少量的消融残留物会随着惯性抛物线下落。因此,这种控制主要要在120公里或更高的轨道高度上完成。天宫二号进入稠密大气层后,没有“回头路”。

天宫二号计划着陆的区域是一个长方形,东西长约8000公里,南北宽约1700公里。听起来很宽泛。事实上,对于以每秒7.8公里的速度返回的航天器,测量和控制精度非常高。如果发生事故,采取紧急措施的时间非常有限。

天宫二号预定着陆区(图片来源于互联网)

孙俊说,现阶段最大的安全隐患仍然来自发动机。如果发动机不能及时点火进行反向推力,或者如果推力不足以将轨道降低到预定高度,碎片的撞击点将超过坠落区域的范围,这可能对地面构成威胁。如果发生这种情况,地面必须快速计算误差,并向天宫二号注入新的控制参数。如果主螺旋桨出现故障,最初负责偏航和俯仰的姿态控制发动机将被“替代”来完成剩余的任务。无论采取何种紧急措施,都必须在几分钟内完成,以确保碎片落在规定的范围内。

据中国载人航天工程办公室称,2019年7月19日北京时间21时06分,天宫二号空间实验室被控制脱离轨道并重返大气层,少量碎片落入南太平洋预定的安全水域。

成功时间(北京飞行控制中心图纸)

在“星际牧羊人”的精心照料下,设计持续2年的天宫2号在太空安全度过了1036天,最终在控制下返回。