2011年9月29日，天宮一號(hào)發(fā)射成功。在軌期間的種種“壯舉”，打破了自上世紀(jì)60年代以來(lái)，蘇美兩國(guó)在全世界對(duì)載人航天對(duì)接技術(shù)近50年的壟斷。

自2015年起，彼時(shí)已在軌4年的天宮一號(hào)就不斷被各路“媒體”渲染要墜毀甚至可能“擊中”某些重要城市。直到最近剛過(guò)去的2018年元旦，又來(lái)了一波新的宣傳攻勢(shì)。只能說(shuō)，這個(gè)“高級(jí)謠言”實(shí)在是太過(guò)精致，差一點(diǎn)就能讓人相信了。謠言止于智者，就讓我們來(lái)好好解讀下吧。

某外媒渲染的天宮一號(hào)可能墜落區(qū)，其實(shí)就是天宮一號(hào)軌道（傾角43°）的運(yùn)行地面軌跡

1. 天宮一號(hào)的輝煌

天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器 ?中國(guó)航天科技集團(tuán)

2011年11月3日，天宮一號(hào)與神舟八號(hào)無(wú)人飛船成功對(duì)接，實(shí)現(xiàn)中國(guó)首次無(wú)人航天器交會(huì)對(duì)接，14日再次成功。中國(guó)突破了地面控制下的航天器交會(huì)對(duì)接技術(shù)。

2012年6月18日，天宮一號(hào)與神舟九號(hào)載人飛船成功對(duì)接，這是中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)載人航天器交會(huì)對(duì)接，28日再次成功對(duì)接。中國(guó)突破了航天器自動(dòng)交會(huì)對(duì)接和航天員手動(dòng)控制下的交會(huì)對(duì)接技術(shù)。

2013年6月13日，與神舟十號(hào)載人飛船成功自動(dòng)對(duì)接，隨后再次實(shí)現(xiàn)手動(dòng)對(duì)接。當(dāng)然這次試驗(yàn)最大的成就之一是王亞平的空間授課直播，全面展現(xiàn)了中國(guó)的天鏈通信技術(shù)。

直播狀態(tài)下的太空授課，要知道天宮一號(hào)接近90分鐘就圍繞地球一周，當(dāng)它相對(duì)于我們“躲在”地球背后時(shí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信的技術(shù)可不簡(jiǎn)單

2. 天宮一號(hào)有多重要？

時(shí)任中共中央總書(shū)記胡錦濤等全部九位中央政治局常委，全程觀看了天宮一號(hào)發(fā)射過(guò)程，溫家寶總理還專程來(lái)到了火箭發(fā)射基地現(xiàn)場(chǎng)觀看。

技術(shù)方面，就這么說(shuō)吧， 天宮一號(hào)在載人航天對(duì)接技術(shù)上的突破，打破了蘇美兩國(guó)自上世紀(jì)60年代以來(lái)在全世界近50年的壟斷。中國(guó)甚至還是全球第二個(gè)能實(shí)現(xiàn)空間授課的國(guó)家，這所需的天鏈通信乍聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，但目前只有美國(guó)和中國(guó)玩得動(dòng)。

結(jié)束了神舟十號(hào)任務(wù)以后，天宮一號(hào)的所有目標(biāo)就已全部達(dá)成，沒(méi)有進(jìn)一步的安排，這也符合它預(yù)先設(shè)計(jì)的僅兩年的壽命（2013年底結(jié)束）。但是天宮一號(hào)超期服役到了2016年3月才正式宣布中斷數(shù)據(jù)連接。

可以說(shuō)， 天宮一號(hào)大大超出了預(yù)期，是中國(guó)載人航天歷史上劃時(shí)代的豐碑。

但不可否認(rèn)，目前的天宮一號(hào)的確是個(gè)被棄用的航天器殘骸，雖然我們心里不愿意承認(rèn)，但它現(xiàn)在的狀態(tài)更接近于一個(gè)名詞：太空垃圾。

地球上方太空碎片藝術(shù)效果圖 ?ESA

一般來(lái)說(shuō)，繞地球飛行的無(wú)用人造物體都是太空垃圾，具體有很多種。

●航天發(fā)射活動(dòng)拋棄的負(fù)重：比如多級(jí)火箭的第二級(jí)、第三級(jí)、上面級(jí)等，它們不像在火箭發(fā)射過(guò)程中前10多分鐘內(nèi)就很快被拋落的第一級(jí)、助推器、整流罩、逃逸塔等，而會(huì)開(kāi)始環(huán)繞地球并在稀薄大氣作用下返回地球。這對(duì)任何一枚人類火箭都是如此，Space-X的火箭回收也僅僅針對(duì)火箭發(fā)射后幾分鐘之內(nèi)就被拋落的第一級(jí)而已。

●壽終正寢的航天器。毫無(wú)疑問(wèn)，任何一個(gè)航天器都有自己的壽命，天宮一號(hào)就屬于此類。

●導(dǎo)彈反衛(wèi)星試驗(yàn)和太空垃圾碰撞產(chǎn)生新垃圾。

目前估計(jì)，一共有1.7億個(gè)直徑小于1厘米的太空垃圾在繞地飛行，有67萬(wàn)個(gè)1～10厘米直徑大小以及2.9萬(wàn)個(gè)尺寸更大的太空垃圾。

3. 該怎么應(yīng)對(duì)各種太空垃圾呢？

對(duì)于飛在低到中高軌的太空垃圾，比如600～39600千米高乃至各種大橢圓軌道，目前完全無(wú)法處理。 尤其是報(bào)廢的導(dǎo)航衛(wèi)星和通信衛(wèi)星基本都處在20000和39600千米高的軌道，這些垃圾差不多將和地球同時(shí)滅亡。

例如我國(guó)于1970年發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)，至今仍位于435 X 2041的大橢圓軌道，幾乎不受地球大氣影響，已經(jīng)飛行了48年的軌道依然穩(wěn)定，甚至受到太陽(yáng)和月球的軌道攝動(dòng)還有遠(yuǎn)離地球的趨勢(shì)，基本上到人類滅亡都不會(huì)回來(lái)。

天宮一號(hào)的軌道高度變化圖，可以看到軌道高度一旦缺乏控制就會(huì)在空氣作用下逐漸降低。（圖片來(lái)自Space-track.org）

而對(duì)包括天宮一號(hào)在內(nèi)的位于200～600千米高度的航天器，都會(huì)受到地球稀薄大氣的影響而緩慢墜回地球。歷史上，美國(guó)的航天飛機(jī)可以主動(dòng)移除太空垃圾，但也只在1984年回收兩顆入軌失敗的昂貴通信衛(wèi)星的任務(wù)中展示過(guò)，成本實(shí)在太高！

而在航天飛機(jī)退役后，人類基本就依賴偉大的大自然了。

所以，所有像天宮一號(hào)這類的人類載人航天器，最終都會(huì)緩慢回到地球懷抱。

4. 天宮一號(hào)之前有沒(méi)有

太空垃圾落回地球?qū)θ祟愒斐赏{？

從1971年到1991年，蘇聯(lián)7個(gè)重達(dá)18.5～19.8噸的禮炮系列空間站先后返回地球，都成功焚毀在大氣中。

1979年，美國(guó)重達(dá)77.1噸的天空實(shí)驗(yàn)室返回地球，在地表發(fā)現(xiàn)了幾十個(gè)碎片。

2001年蘇聯(lián)/俄羅斯重達(dá)129.7噸的和平號(hào)空間站，在一艘貨運(yùn)飛船的輔助下墜落在南太平洋，應(yīng)該有碎片但人類未發(fā)現(xiàn)。

天宮一號(hào)和和平號(hào)大致尺寸對(duì)比圖

除此之外，人類歷年所有的載人航天任務(wù)，都伴隨著飛船殘骸的返回。比如中國(guó)神舟飛船和俄羅斯聯(lián)盟飛船均由推進(jìn)艙、服務(wù)艙、返回艙等構(gòu)成，但只有經(jīng)過(guò)特殊保護(hù)的返回艙是能安全著陸的，其它部分都會(huì)在空中焚毀。

而對(duì)于俄羅斯進(jìn)步號(hào)、中國(guó)天舟號(hào)貨運(yùn)飛船等，都會(huì)整體返回大氣焚毀。例如每年國(guó)際空間站任務(wù)都會(huì)焚毀大約4艘重達(dá)7噸的進(jìn)步號(hào)。我國(guó)的天舟一號(hào)返回重量與天宮一號(hào)接近，已經(jīng)在2017年9月22日返回地球并完全焚毀。歐洲曾經(jīng)的ATV貨運(yùn)飛船，返回重量達(dá)10噸，在總共5次任務(wù)中也全部焚毀在大氣中。而日本的6艘返回重量10噸的HTV貨運(yùn)飛船也是如此。

除了人造的太空垃圾，地球每天還在接受太陽(yáng)系內(nèi)星際物質(zhì)的無(wú)意“拜訪”，這個(gè)級(jí)別大約是每天100噸，有時(shí)候還不經(jīng)意來(lái)一個(gè)大的。舉個(gè)例子，2017年10月4日中秋節(jié)晚上云南香格里拉上空有一顆與大氣摩擦產(chǎn)生能量相當(dāng)于450噸TNT炸藥爆炸的火流星，直到現(xiàn)在也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何殘?jiān)?隕石，基本上是全部焚毀了。

最大的威脅來(lái)自人類每年大約八十多次的航天發(fā)射，這些發(fā)射至少帶來(lái)了八十多個(gè)圍繞地球飛行的火箭第二級(jí)和其它級(jí)。它們單個(gè)的重量可以達(dá)到十幾噸乃至到土星五號(hào)火箭夸張的數(shù)十噸 。這意味著大概有一半左右執(zhí)行低軌發(fā)射任務(wù)的火箭殘?。ㄍＡ粼诰嚯x地球較近的軌道）在圍繞地球一定圈數(shù)后重返地球，它們無(wú)法完全焚毀也不能主動(dòng)控制，可以說(shuō)是對(duì)人類真正的“巨大威脅”。

但即便如此，迄今也沒(méi)有擊中過(guò)人類的記錄。

整個(gè)人類歷史上，僅有名為L(zhǎng)ottie Williams的美國(guó)人在1997年跟一塊落入地球的美國(guó)火箭第二級(jí)碎片擦肩而過(guò)（未擊中）。 

5. 哪里是傳說(shuō)中的航天器墳場(chǎng)？

對(duì)于返回地球的廢棄航天器，由于受到諸多因素影響的大氣密度無(wú)法精確預(yù)測(cè)、返回過(guò)程中遭受到的震動(dòng)和沖擊力巨大，因此在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)幾乎不可能通過(guò)主動(dòng)的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制 。

而那些能夠正常返回的航天器，能幸存通過(guò)地球大氣的過(guò)程著實(shí)不易：不僅要做好復(fù)雜的熱防護(hù)，底部覆蓋滿能隔熱2000多攝氏度的材料；而且還要調(diào)整好姿態(tài)返回。單單返回角度這一項(xiàng)就要求極為嚴(yán)苛，例如聯(lián)盟飛船和神舟飛船要求再入軌跡角度在1.5°左右，航天飛機(jī)也要求在5.5～6.9°。稍有偏差，就意味著即便是經(jīng)過(guò)了復(fù)雜熱防護(hù)的返回艙也會(huì)被焚毀。

實(shí)際上，載人航天器在返回過(guò)程中，其實(shí)圍繞地球轉(zhuǎn)了半圈，和大家想象中的降落過(guò)程完全不同。即便靠近地面，也還需要降落傘和反推火箭繼續(xù)工作來(lái)減速。

航天飛機(jī)的返回也要瞄準(zhǔn)角度才行 ?NASA

在世界范圍內(nèi)，廢棄航