天宮一號和二號為什麼不能長期留在太空作為未來空間站的基礎,而是要報廢跌落?

大塊兒板兒磚


航天器在太空中飛行會受到眾多因素影響,除了地球引力之外,還有地球引力分佈不均勻、太陽/月球/木星/金星引力、太陽光壓、稀薄大氣阻力、地球反射/輻射光壓、海洋/大氣潮汐引力等諸多因素。對於國際空間站、航天飛機、天宮實驗室、神舟飛船、天舟貨運飛船這些飛在400千米高軌道的低軌航天器而言,大氣阻力則成為致命殺手,需要定期維持軌道高度。

例如,天宮一號任務期間,太陽活動處在高峰,電離層/大氣層比較活躍,受到空氣阻力影響更大,需要更頻繁維持軌道。而當燃料耗盡、軌道維持停止後,便會逐漸自然再入大氣並焚燬。而對於天宮二號這類受控再入情形,則可以清楚看到區別:它會在極短時間內,直接再入大氣焚燬。

很多人都擔心航天器殘骸問題。事實上,由於太陽系內的太空環境和人造的太空垃圾存在,地球每天都有超過100噸物質闖進大氣層,但人類僅能偶爾看到一些流星,極其罕見情況下能撿到隕石,絕大部分情況這些物質都會完全焚燬或掉在人跡罕至的地方。

天宮二號和一號尺寸類似,但它們比起其它再入大氣的大傢伙都是“小不點”(圖改編自NASA)


人類航天發展了60餘年,雖然已經發射了數以千計的航天器,但尚未有過在軌航天器再入大氣時對人類造成直接傷害的先例。天宮一號和天宮二號僅是8.6噸的小傢伙。比起歷史上再入大氣的7個禮炮號空間站(18.5-19.8噸)、天空實驗室空間站(77.1噸)、和平號空間站(129.7噸)小很多,且它沒有再入大氣熱防護措施,理論上講對人類的危害基本為0。

南太平洋是個巨大的航天器墳場 (圖源:http://dailmail.co.uk)


但為了保險保險再保險,本次天宮二號任務終結時,還是選擇發動機啟動並控制進入大氣層角度和軌跡,最終基本通過與大氣摩擦全部焚燬,如果有殘渣也會落入南太平洋。這裡是整個地球上最孤寂的區域,方圓數千萬平方公里的區域中,都是茫茫大洋,幾乎沒有人類生存。

最終,天宮二號,這一見證中國航天里程碑發展意義的航天器,會和天宮一號、天舟一號一起長眠於此。

因為這一系列偉大航天器打下了的堅實基礎,下一步的中國載人航天發展就是等待天宮空間站全面開建!

天宮二號,不想和你說再見,但最後還是不得不說:再見!


太空精釀


第一設計壽命不長,第二產品質量也不行。

一號被地面的菌蓋進程耽誤了時間,還沒來得及主動離軌就突發故障,把電源系統燒燬了,變成了無法控制的太空垃圾屍體,被全世界當笑柄盯著看了好幾年。

二號學乖了,趁各個設備都還狀態正常的時候主動離軌再入,避免了成為笑柄。


老饅頭簸箕


2018年4月2日,天宮一號目標飛行器墜入大氣層。今年7月19日天宮二號空間實驗室受控墜入南太平洋。天宮一號和天宮二號發射升空的時候很多人為之熱血沸騰,當它們墜落時不免有些人黯然神傷,墜落豈不是白白浪費?將它們留在空中繼續使用不可以嗎?

任何儀器都是有設計壽命的,衛星、空間站也是如此。太空的環境是非常惡劣的,強輻射、高溫等等考驗著儀器的使用,如果將空間站的設計壽命設計的比較長,勢必需要更多的資金。在設計空間站的時候就會算好經濟賬,在設計壽命與資金之間尋找出平衡點。

空間站的軌道高度一般在距離地面400千米附近,在這樣的高度空間站仍然會受到稀薄空氣阻力的影響,使得軌道高度不斷降低。如果對空間站棄之不理,它們就會不受控地墜向地球,有可能會對人類造成傷害。

如果在更高的軌道上,飛行器受到的阻力就可以忽略,一般而言這個高度要超過600千米。中國在1970年發射的東方紅一號衛星並沒有自帶燃料,從發射至今將近50年它還在太空中飄蕩著,成了一顆太空垃圾。東方紅一號衛星到現在還沒有掉下來是因為它的軌道相對比較高,近地點高度400餘千米,遠地點高度更是超過2000千米。

不論是中國的天宮一號、天宮二號,還是國際空間站,都需要不定期地抬高軌道高度。如果將空間站送到足夠高的軌道上,就不必像現在這樣動不動就抬高軌道。為什麼不直接送到較高的軌道?原因還是經濟上不划算。天宮一號只是一個目標飛行器,其質量就超過了10噸,國際空間站更是個400餘噸的大傢伙,把這樣的大傢伙送到非常高的位置需要非常多的燃料。而且空間站需要承接往返任務,會有飛船不斷往返於空間站和地面,更高的軌道不利於飛船的往返。

天宮一號、天宮二號等的墜落是它們的最後使命,它們圓滿完成了任務,我們該為其喝彩。


刁博


設計壽命不一樣,天宮一號二號官方定義並不是空間站,一號的正式名稱是目標飛行器,二號是空間實驗室,都是具有實驗性質的短期飛行器,設計壽命只有2年,正式空間站設計壽命為10年,而且組建完畢至少是2022年以後的事了,一號二號如果留到那個時候就是超期3~6倍,會增加安全風險,撿芝麻丟西瓜的操作啊

噸位也不匹配,正式空間站都是20噸級的艙段,而一號二號只有8噸多。氣閘艙、節點艙小一些沒什麼關係,作為主體結構的幾個核心艙則要儘可能大一些。正式空間站的定位明確,一個核心艙兩個實驗艙,天宮一號二號在太空中沒有條件進行大規模的改造,在功能上有重複。

天宮二號是在天宮一號的基礎上改進的,而天宮一號的任務方案在1992年就確定了,2002年通過論證,2011年發射升空,轉眼2、30年都要過去了,這期間正是我國科技突飛猛進的階段,還有很大的改進空間,留舊的還不如造新的。


老祖宗還沒起床呢


它倒是想長期留在太空,問題是留不住啊,你不要以為太空艙發射到軌道就不用管了在那飄著,它要想在軌運行是需要燃料和維修的,而這兩項都不好辦,燃料補給和太空行走對於我國來說都還不是太成熟,而一旦失去這兩項的支持,天宮就會出現不可控的局面,所以天宮設計之初的壽命也就是兩三年的樣子,趁局面還可控的時候墜毀,也算完成了它的使命。


睡懶覺的蟲子2


主要是用途問題。作為小的空間站,發揮的能力很小,大一點的科學研究都進行不了。如果維護運行,成本會很高,性價比很差。


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