天舟四號已脫離中國空間站，將再入大氣層銷毀，為何不返回地球

已完成既定任務(wù)的天舟四號貨運(yùn)飛船，順利撤離空間站組合體，轉(zhuǎn)入獨(dú)立飛行階段，后續(xù)將擇機(jī)受控再入大氣層燒蝕銷毀，很多人會覺得可惜，為什么不受控返回地球呢？

航天器受控離軌后有兩種方式回到地球，一種是載人飛船，有回收著陸系統(tǒng)，保證航天員平安回家；再一種是按照國際慣例，讓完成使命或壽命末期的在軌航天器再入大氣層進(jìn)行銷毀，而貨運(yùn)飛船就屬于第二種。

天舟貨運(yùn)飛船結(jié)構(gòu)

中國空間技術(shù)研究院從 201 1 年開始著手進(jìn)行貨運(yùn)飛船的立項(xiàng)論證工作，確立了貨物艙/推進(jìn)艙兩艙構(gòu)型總體技術(shù)方案 ，2012 年 貨運(yùn)飛船正式立項(xiàng) 命名為“ 天舟” 明確了天舟貨運(yùn)飛船需要具備的物資上行運(yùn)輸、廢棄物資下行、支持組合 體姿軌控、空間應(yīng)用和技術(shù)試驗(yàn)支持四大任務(wù)功 能。

和神州飛船三艙構(gòu)型不同，神舟飛船由軌道艙、返回船、推進(jìn)艙3個艙和1個附加段或?qū)涌诮M成，這樣的目的是為了更多地運(yùn)送物資，要知道空間站在太空中，物資是有限的、時刻要消耗的。所以，物資要用完的時候，就要靠火箭運(yùn)送新的物資到達(dá)。按照計(jì)劃，我們天宮空間站中會固定生活3名航天員，3人一批，每批航天員生活半年，也就是6個月。而除了生活物資之外，天舟有時候還需要運(yùn)送儀器設(shè)備資料等上天。所以天舟設(shè)計(jì)之初，目的就是裝的越多越好。這也就說明了天舟貨運(yùn)飛船在一開始就不具備回收著陸的可能性。

因此，采用了兩艙構(gòu)型的天舟貨運(yùn)飛船，采用基于模塊化的型譜方案形成了全密封貨運(yùn)飛船、半密封半開放 貨運(yùn)飛船和全開放貨運(yùn)飛船 3 種型譜，總長10.6米，最大直徑3.35米，最大起飛重量13.5噸，。在軌壽命不小于1年，供電能力不小于2700瓦。

可滿足空間站現(xiàn)階段不同貨物種類運(yùn)輸需求，在這個設(shè)計(jì)思路下，天舟貨運(yùn)飛船能以最小的結(jié)構(gòu)重量達(dá)到最大的裝貨能力，物資上行能力達(dá)6.9噸，貨重0.51，貨運(yùn)載荷比高達(dá)48%，居世界第一，是世界上運(yùn)載能力最大的貨運(yùn)飛船之一，要超過俄羅斯的進(jìn)步號貨運(yùn)飛船以及美國的貨運(yùn)飛船，美俄現(xiàn)在的貨運(yùn)飛船最多就能搭載3噸的貨物。

天舟需要處理垃圾

而另外一個不受控返回地球的原因，天舟貨運(yùn)飛船離開空間站的時候，要裝載空間站積累的廢物，天舟貨運(yùn)飛船，沒有做研究的能力，它就像是太空中的小舟，所以是不能和空間站搭在一塊兒的，占空間，功能也不達(dá)標(biāo)。天舟四號完成目標(biāo)后，就帶著航天員在空間站產(chǎn)生的垃圾，回到大氣層，在大氣層像隕石一樣燒毀（變成氣體，很環(huán)保安全）。像流星一樣，一閃即逝。

之所以會燒毀，是因?yàn)轱w船落地的速度非?？?。這涉及到一些物理知識。就像子彈在高速下會發(fā)熱一樣，飛船從太空回到地球的過程中，最大的速度可以達(dá)到7.9千米/秒（音速才340米/秒）。超高的速度，會讓飛船在進(jìn)入地球的大氣層后，產(chǎn)生上千度的溫度。天舟貨運(yùn)飛船正是在這么高的速度下，燒毀的。燒沒了，也就減少地面指揮中心處理垃圾的步驟。

簡單理解來說，天舟四號的任務(wù)就是送貨和處理垃圾，在穿越大氣層時需要有防燒蝕結(jié)構(gòu)，還要加固這個貨運(yùn)飛船防止它在大氣層中解體需要額外的質(zhì)量，因此在目前的貨運(yùn)飛船上增加回收體系顯然有些得不償失，因此在傳統(tǒng)的飛船結(jié)構(gòu)上根本不會考慮回收。事實(shí)上，受控再入大氣層，殘骸落到指定地點(diǎn)也是需要技術(shù)含量的。

未來天舟也需要具備返回地球的能力

目前，全球僅有龍飛船載貨版具備貨物返回和重復(fù)使用能力，當(dāng)然，這是因?yàn)辇堬w船載貨版和載人版一體化設(shè)計(jì)的原因，天 舟貨運(yùn)飛船目前尚不具備貨物返回和重復(fù)使用能力，我國空間站工程進(jìn)入長期運(yùn)營和空間應(yīng)用階段后 ，高效低成本貨物補(bǔ)給要求將愈發(fā)強(qiáng)烈，同時在軌生產(chǎn)的需要送回地面的高價值空間貨物量會迅速增加 ，畢竟，天舟貨運(yùn)飛船的造價就要3.8個億，如果可以持續(xù)重復(fù)利用，那當(dāng)然性價比就會非常高，可以說，天舟貨運(yùn)飛船發(fā)展貨物返回和重復(fù)使用能力是未來必然趨勢。