人們把住得最舒服的地方叫做宮殿，而將我國首個目標(biāo)飛行器和空間實(shí)驗(yàn)室取名為“天宮”，則是希望航天員們在太空中生活的地方能與宮殿一樣舒適。事實(shí)的確如此，天宮一號帶給航天員仙境一般的舒適居住工作環(huán)境，也帶給我們太多的驚喜：太空完美對接、我國首次太空授課……從2011年9月29日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長征二號 FT1 運(yùn)載火箭發(fā)射升空，它陪伴我們度過了將近7年的時間。

當(dāng)你仰望星空時，也許會看到天宮一號的身影，像星星一般的燦爛閃爍，而又像兔子一般矯捷飛過，轉(zhuǎn)眼不見了蹤影。就這樣捉迷藏一般，它始終縈繞在我們的星空，不離不棄。

科學(xué)家為天宮一號設(shè)計在軌壽命兩年。直到2016年3月，已在軌工作1600多天的天宮一號在完成與三艘神舟飛船交會對接和各項試驗(yàn)任務(wù)后，超期服役兩年半時間，正式終止了數(shù)據(jù)服務(wù)。而到2018年3月，它即將在科學(xué)家的幫助下再入大氣層。

針對已經(jīng)完成使命的天宮一號，我國采取了兩方面應(yīng)對措施：一是加強(qiáng)了對飛行器的地面監(jiān)測和預(yù)警；二是在飛行器軌道壽命末期，使天宮一號主動離軌，重返大氣層燒毀。這兩項技術(shù)都已經(jīng)被我國科學(xué)家掌握并熟練運(yùn)用。

首先，對于空間物體監(jiān)測方面，已經(jīng)能夠做到極高的測量精度。目前對空間物體的監(jiān)測和跟蹤主要采用地基的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和雷達(dá)。雷達(dá)設(shè)備一般兼有對特殊高速飛行器的預(yù)警任務(wù)。光學(xué)設(shè)備觀測技術(shù)成熟，運(yùn)行費(fèi)用相對較低，適合長期的常規(guī)觀測，例如中國科學(xué)院國家天文臺長春人造衛(wèi)星觀測站光學(xué)望遠(yuǎn)鏡在天宮一號目標(biāo)發(fā)射和數(shù)次空間交會對接過程中一直參與跟蹤定位和碰撞預(yù)警任務(wù)�？臻g目標(biāo)只要有足夠的星等，即可被光學(xué)設(shè)備跟蹤定位，光學(xué)資料比較豐富，一般在百米的量級。為了滿足和神舟飛船交會對接的需要，天宮一號在設(shè)計之初安裝了近場和遠(yuǎn)場兩個雷達(dá)角反射器，這為激光測距創(chuàng)造了極為有利的觀測實(shí)驗(yàn)平臺。激光測距的測量精度可達(dá)米級甚至厘米量級，已在衛(wèi)星精密定軌和空間大地測量中逐步得到應(yīng)用。如果你感興趣，可以在中國載人航天官方網(wǎng)站（http://www.cmse.gov.cn/）上查看“天宮一號目標(biāo)飛行器軌道狀態(tài)每周公告”，可以看到天宮一號當(dāng)前的軌道、姿態(tài)和形態(tài)狀況。

我國從2000年開始啟動“空間碎片行動計劃”，目前已完成空間碎片地基監(jiān)測一期工程建設(shè)，為載人航天、探月工程等提供了空間碎片監(jiān)測預(yù)警技術(shù)服務(wù)。開發(fā)了高性能防護(hù)材料和先進(jìn)防護(hù)結(jié)構(gòu)，頒布了《空間碎片減緩與防護(hù)管理辦法》，對現(xiàn)役長征系列運(yùn)載火箭實(shí)施末級鈍化處置（包括火箭剩余推進(jìn)劑排放、貯箱內(nèi)增壓氣體排放、各種高壓氣瓶放氣以及電池放電等），并多次對廢棄衛(wèi)星實(shí)施離軌處理。

我國還成立了國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心，已具備在軌風(fēng)險評估、航天器發(fā)射預(yù)警、航天器載荷效能評估、空間物體安全再入、航天器解體分析、減緩評估、地球同步軌道軌位安全性分析、空間碎片環(huán)境評估等能力。

另一方面，在航天器再入控制方面，我國早已掌握技術(shù)難度最高的第二宇宙速度再入返回技術(shù)。從技術(shù)復(fù)雜度來講，由于天宮一號屬于再入墜毀，只需控制在廣大無人活動的海洋區(qū)即可，而如“神舟”飛船返回艙則必須安全著陸在指定的著陸場，無論從目標(biāo)面積上來說，還是飛行器安全性來說，后者難度遠(yuǎn)高于前者。進(jìn)一步，神舟飛船返回艙以大約每秒7.9公里的第一宇宙速度，而2014年11月01日，我國嫦娥五號 T1 試驗(yàn)器以接近每秒11.2公里的第二宇宙速度成功返回著陸，屬于最高級別的大氣層再入控制技術(shù)。跟神舟飛船直接再入不同，嫦娥五號 T1 試驗(yàn)器由北京航天飛行控制中心通過地面測控站注入導(dǎo)航參數(shù)后半彈道跳躍式返回。由于受運(yùn)載能力和航程所限，所以對返回器再入點(diǎn)參數(shù)精度要求非常高。如果把地球比作一個籃球，返回器再入角就相當(dāng)于一張薄紙，返回器必須穿過薄紙這樣的縫隙，才能安全返回地球。由于返回再入走廊非常窄，再入角只能有±0.2°的誤差。如果再入角過小，試驗(yàn)器就不能返回地球；如果再入角過大，不能實(shí)現(xiàn)第一次的彈出，會越過既定的防護(hù)設(shè)計，所以大于或小于這個角度，都不能正常返回，這就要求對軌道的控制能力必須很高才行。

航天器軌道的確定和控制能力是航天測控的核心技術(shù)，也是評判一個國家航天測控技術(shù)水平的重要依據(jù)。我國還形成了以西安衛(wèi)星測控中心為中樞，以十多個固定臺站、活動測控站和遠(yuǎn)望號測量船為骨干的現(xiàn)代化綜合測控網(wǎng)，真正使得中國人對自己的飛行器看得見、抓得住。

正是由于天宮一號的先導(dǎo)性貢獻(xiàn)，我國將有能力在2020年前后將建成規(guī)模較大、長期有人參與的國家級太空實(shí)驗(yàn)室。天宮一號，難說再見！永遠(yuǎn)不忘轉(zhuǎn)身瞬間，海闊天空在明天！

（作者系中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心博士）