除了撞击和回收旧飞船 还有第三个目的地

9月27日，中国用长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心成功发射了环境减灾二号卫星A和B。当一个新的宇宙飞船发射时，一个旧的宇宙飞船就会死亡。不久前，一艘属于美国国家航空航天局(NASA)的旧飞船掉回地球，降落在南太平洋的塔希提岛和库克群岛中间。据报道，这艘名为OGO 1号的宇宙飞船于1964年9月发射，重500公斤，用于扫描受地球磁场控制的周围空间。1969年以后，飞船不再能向地球发送数据，而是一直处于待机状态。在太空绕地球飞行半个多世纪后，它的“太空之旅”终于结束了。

目前，世界上掌握可重复使用航天器发射技术的国家不多，大多数航天器使用后往往无法回收利用。那么，飞船完成使命的“命运”是什么呢？为此，记者采访了中国航天科工集团第二研究院研究员、国际宇宙航行联合会航天运输委员会副主席杨玉光，请专家揭示“老飞船”的命运。

不能回收的旧航天器要么被控制脱轨，要么让它坠毁

1970年，中国第一颗人造卫星“东方红一号”发射升空，拉开了中国航天事业的序幕。半个世纪后，“东方红一号”停止工作，仍然在轨道上绕地球飞行。

杨玉光告诉记者，由于当时的技术条件，“东方红一号”卫星没有配备太阳能电池板，而是“由电池供电”。工作28天，电池耗尽，卫星无法继续工作”。

记者了解到，目前回收飞船主要有两种方式。一种是使用航天飞机的机械臂来“捕捉”和回收它。比如美国休斯公司1984年制造的西联星6号卫星就发射了。上级火箭提前关闭后，未能进入轨道，9个月后被航天飞机抓回地面；回收航天器的另一种方法是在航天器上安装防热气动外形和推力制动装置，例如我国的返回卫星，在任务完成后，一些结构会带着观测结果返回地面。

对于不能回收的航天器，各国一般有两种处理措施。

如果是高轨道卫星，旧卫星在轨道上完成任务后需要给新卫星“让路”，所以需要在寿命结束前升起。杨玉光解释说：“升高的过程是加速自身推进系统，将航天器的轨道升高到比地球同步轨道高200公里左右的轨道。”

对于低轨航天器，有两种处理方法：受控离轨和非受控离轨。

宇宙飞船、空间站和航天飞机已经到达生命的尽头，被控制从轨道返回地球。如我国自主研制的第一艘货船天舟一号，采用了多种通信技术，使航天器实现了与地面测控系统的信息交互。在航天器在轨飞行过程中，研究人员可以通过专门开发的应答器天线网络传输航天器控制的相关指令，接收航天器的飞行状态信息，从而保证在轨飞行控制系统的有效运行。相关任务完成后，在地面测控通信系统的精确控制和严密监视下，天舟一号两次刹车，导致轨道高度不断下降，最终烧入大气层。

失控脱轨主要是卫星低到可以继续工作造成的。杨玉光说：“如果这些卫星足够小，没有耐燃部件，达到寿命极限后就会慢慢自行坠落，最后会在大气中燃尽。”

杨玉光告诉记者，为了防止更多的航天器留在空间，影响空间秩序，许多国家正在研究为航天器配备离轨帆或其他可以增加其气动阻力的装置，以实现卫星减速和离轨。

“旧飞船在太空停留的时间越长，与其他飞船相撞的概率就越大。给航天器加一个离轨帆，相当于在保持质量不变的情况下增加其面积，使其运行阻力增大，停止工作后能迅速开始下落。因此，航天器可以快速被动脱轨，并有助于清除空间垃圾。”杨玉光说。

有些飞船坠落是不可控的，但落入人类聚居地的概率极低

飞船返回地球时，其着陆时间和着陆范围可控吗？

记者了解到，根据牛顿定律，假设重力是影响卫星轨道的唯一动力，那么卫星将始终以圆形或椭圆形轨道绕地球运行。然而，这不适用于轨道高度较低的航天器。由于大气的影响，航天器的飞行速度降低，轨道高度进一步降低。要预测坠落的时间和地点，需要知道大气密度。然而，当航天器返回地球时，很难测量它所去的地方的实时大气密度，因此科学家很难预测下落的时间和地点。

“如果它落入大气层时不燃烧，宇宙飞船可能会落到地球表面。一些航天器将通过受控脱轨和不受控坠落的方式结束任务。比如他们会掉到南太平洋。方圆有几千公里的深海无人区，所以飞船不会落在那里。造成任何威胁。”杨玉光说：“对于失控坠落的航天器，科学家会密切关注其坠落轨迹。当它靠近地球时，当它离地面约200公里时，就可以对它下落的位置有一个大致的预测。”

杨玉光告诉记者，在整个地球表面，海洋占总面积的71%，而陆地只占29%左右，人类居住区在这29%的面积中所占的比例也很小，所以飞船落入人类居住区的概率极低。

历史上有过几次飞船失控坠落地球的例子。据报道，1978年1月24日，苏联核动力卫星宇宙954号失去轨道控制，坠入加拿大西北部。这颗卫星含有大量放射性物质。虽然反应堆坠毁时已经脱落，但着陆后对周围10万平方公里的区域造成了小剂量的辐射污染。

1979年7月11日，重约80吨的美国天空实验室空间站在再入过程中被误操作(即飞船通过刹车进入大气层后降落在地球表面)。大量的残骸散落在西澳大利亚的荒野中，坠毁的飞船撞倒了几个船舱，杀死了一头牛。

回收与否需要考虑多个因素。各方都在试图“更新”旧飞船

据杨玉光介绍，目前频繁往返于地球和空中的飞船都是货运飞船，主要有美国的“龙”号飞船、“天鹅座”号飞船、俄罗斯的“进步MS”系列飞船、欧洲的ATV货运飞船、日本的HTV货运飞船、中国的天舟-1货运飞船等。目前只有龙号飞船可以回收，其他货运飞船将货物送到空间站后会返回南太平洋。

飞船发射成本巨大，为什么不在所有飞船上增加回收装置？专家解释说，飞船能否回收并不仅仅是从成本的角度。

杨玉光说：“首先要考虑科研的需要。那些需要带回特定“物品”的航天器需要可回收设计。比如空间实验做育种项目，就要让育种结果在飞船的‘缠绕’上返回地球，用我们返回的卫星来完成这个运输任务。”

另一方面，并不是所有的航天器都适合安装类似于可回收卫星的回收装置。气动外形和隔热层可以保证航天器在回收过程中不会受到与大气高速摩擦产生的气动热的破坏，但隔热材料占用空间体积大，其重量不容低估。所以目前只能安装载人飞船等特殊航天器。

杨玉光进一步解释说，如果在较小的航天器上增加气动外形和隔热层，会占用航天器自身的体积和重量，对发射和在轨运行产生影响。考虑到技术和成本因素，没有必要安装回收装置。

杨宇光在谈到太空中运行的航天器未来的“命运”时表示，航天器需要消耗推进剂进行变轨，科学家可以采取一定的措施延长部件仍然完好、只有推进剂用完的航天器的寿命。比如中国2017年发射的天舟一号货运飞船成功向天宫二号航天实验室添加推进剂，可以使航天实验室保持在轨道上，延长寿命。

现在，人类开始试图延长轨道上航天器的寿命。今年4月17日，诺斯罗普格鲁曼公司的MEV-1卫星与国际通信卫星组织的Intelsat-901发动机喷管成功对接，开始为Intelsat-901提供新的燃料，燃料基本用完。这也是人类第一次依靠新卫星实现了对旧卫星“新生”的任务。

今年8月，诺斯罗普格鲁曼公司(Northrop Grumman)再次向太空发射了MEV-2卫星，目的是捕捉一颗在太空停留了16年的老化卫星，并通过安装新的发动机和燃料来延长这颗旧卫星在轨道上的寿命。

相关专家认为，帮助航天器延长使用寿命将成为未来科技公司新的业务增长领域，这可能有助于将人类深空探测活动提升到一个全新的技术水平。