“天宫二号”是如何被“星际牧羊人”带回家的

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。

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，为了确保天宫二号可控再入任务的顺利实施，被称为“谢泼德”的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TT&C资源分配等控制要求和约束条件，确保飞行控制计划、注入数据和上行指令的准确性。同时，应准备十套以上的应急预案来应对各种突发事件。

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》记者专访时表示，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，天宫二号飞越我国喀什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，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。虽然它的“健康状态”一直处于监控之下，但只有尝试才能保证发动机是否会有意外的问题。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。

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，飞行路线将会超出安全着陆区。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。

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“替换”以完成重调

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。

在“星际牧羊人”的精心照料下，设计持续两年的“天宫二号”在太空安全度过了1036天，最终回到了控制之下。(记者傅逸飞)