天舟二号撤离空间站，最终结局会是什么？为什么不回收？

　　根据最新载人航天工程消息，天舟二号已经完成了全部既定任务，已于2022年3月27日15时59分撤离空间站核心舱组合体，将择机再入大气层，并最终在南太平洋上空彻底解体烧毁。
　　从2021年5月29日20时55分发射至今，天舟二号已经在轨飞行300多天，不仅为神舟十二号航天员运送了满满的一＂船＂物资，还配合完成了多项关键技术验证任务。
　　那么天舟二号在轨飞行这10个月期间，究竟完成了哪些任务？为什么撤离空间站后最终的结局是坠毁，而不是回收？下面我们就来聊一聊这个话题。
　　1、天舟二号性能如何？
　　天舟二号是天舟系列中第一艘正式用于空间站补给的无人货运飞船，整船的总长为10.6米，舱体最大直径3.35米，太阳电池翼展开后的最大宽度近15米。
　　其中，货物舱由前锥段、柱段和后锥段组成。前锥段主要安装主动对接机构、交会对接设备和补加设备，用于支持与空间站核心舱的交会对接和推进剂补加。
　　柱段舱主要装载了神舟十二号航天员在轨生活和工作所需的物资以及部分实验用品。货物舱柱段长4米，上行货物装载空间大于21立方米，一共运送了超过160个包裹，重达6.8吨的物资抵达空间站。
　　推进舱是非密封的柱状构型，安装有电源系统、推进补加系统、测控与通信系统、主承力模块等重要平台设备。舱外安装两个半刚性太阳电池翼和一个中继天线。舱底中心安装了4个490牛轨控发动机、4个150牛正推发动机、4个平移机组。
　　飞船的最大上行载货量达6.9吨，在满载情况下总重量为13.5吨，推进剂补加能力达2.1吨。与国外同类现役货运飞船相比，它上行能力强大，载货比（即最大载货量与满载时货运飞船总重量之比）高。
　　在上行物资能力方面，现役的俄罗斯＂进步M1号＂货运飞船的上行能力为3.2吨；美国＂天鹅座＂改进型货运飞船的上行能力是3.5吨；已经退役的欧空局自动转移飞行器ATV的上行能力能达7.67吨，但是它在满载情况下的重量非常大，超过20吨。
　　在载货比方面，＂进步号＂系列飞船为0.43，ATV为0.37，天舟货运飞船为0.48，＂天鹅座＂货运飞船为0.66。虽然＂天鹅座＂的载货比最高，但是它不能在轨进行推进剂补加和自主交会对接，而这些功能天舟二号全部具备。
　　所以从整体上来看，天舟二号作为天舟系列首次运送物资到空间站的货运飞船，其功能上不比世界其他任何一个国家的货运飞船差，而在性价比方面，天舟二号则更具优势。
　　2、一波三折的发射过程？
　　2021年5月19日21时许，天舟二号货运飞船发射在即。可就在距离发射时间不到4个小时的时候，海南文昌发射指控大厅中的数据信息突然显示，火箭的一个压力值参数异常。20日深夜1时许，推迟发射的消息公开。技术人员争分夺秒排除故障，准备迎接21日凌晨的发射。
　　然而异常再次出现，发射再度推迟。在中国航天史上，推迟发射是有的，但两次推迟发射极为罕见，各个系统都承担着巨大的压力。当时火箭、飞船都已完成燃料加注，说白了，它们的组合体就是一个大导弹。
　　天舟二号推迟发射后，已在飞船上装好的一些高价值样本，如航天员医学实验相关样本，必须尽快取出来，否则就有变质、失效的危险，而这些样品在发射前几小时刚刚装上去。两次推迟发射，货运飞船团队也两次爬上＂大导弹＂的发射架将样本取出。
　　经过10个昼夜的奋战，火箭故障排除。5月29日20时55分，长征七号遥三火箭点亮海南文昌航天发射场的夜空，这次发射取得圆满成功，天舟二号货运飞船的发射可谓一波三折。
　　3、天舟二号完成了哪些使命？
　　天舟二号第一个任务就是送货：它运送的6.8吨物资中，除了满足神舟十二号航天员在轨3个月所需的生活和工作物资之外，还带去了推进剂。天舟二号为核心舱进行了推进剂加注，这是我国空间站核心舱推进系统首次实现完全自主补加，不需要地面指令干预或者航天员操控。除此之外，天舟二号还运送了一批实验设备和实验物资进入空间站。
　　实现自主交会对接是天舟二号实现的第二个任务：货运飞船发射升空约8个小时之后，追上了空间站天和核心舱，并采用自主快速交会对接模式精准对接于天和核心舱后向端口。
　　验证＂太空掉头动作＂是天舟二号完成的第三个任务：2021年9月18日，神舟十二号返回后的第二天，天舟二号货运飞船从核心舱后向端口分离，绕飞到前向端口完成自主交会对接，进行了一个太空掉头动作，这也是关键技术验证任务之一。
　　首次利用空间站机械臂完成大型在轨飞行器转位实验：完整的中国空间站包括一个核心舱和两个实验舱，共3个舱段，而两个实验舱明年才能升空。实验舱先在核心舱前面进行交会对接，但实验舱的长驻位置在核心舱的两侧，怎么办？天舟二号就完成了机械臂辅助舱段转位的关键技术的验证。
　　2022年1月6日，天舟二号在机械臂抓取的状态下，与空间站组合体解锁分离，分离后，天舟二号在机械臂拖动的拖动下，以核心节点舱球心为圆心进行平面转位。随后，天舟二号又进行了一次反向操作，再次对接到核心舱前向端口。
　　天舟二号在轨十个月本身就是一次任务：天舟系列货运飞船的设计寿命是一年，天舟二号在轨飞行十个月已经接近其在轨寿命，这本身就是对天舟系列货运飞船性能的一次验证。
　　总之，天舟二号作为第一艘正式向空间站运送物资的货运飞船，不仅为神舟十二号提供了各种物资，还进行了多项关键技术验证任务，至此已经完成了全部既定任务。
　　4、为什么不回收天舟二号？
　　正如文章开头叙述的那样，天舟二号货运飞船撤离空间站后，会在受控的状态下择机再入大气层，并在南太平洋上空完全解体焚烧，不会对海面的设施或者船只造成影响。
　　那么为什么天舟二号完成任务后要坠毁呢？难道不能回收再利用吗？我们来看一下原因：
　　1、已达使用寿命
　　天舟系列货运飞船的设计寿命是一年，这一点我们在上文中多次提及，也就是说天舟二号在轨飞行十个月，即将达到设计寿命。那么即便回收了天舟二号，也无法再次执行飞行任务。
　　2、最大化运载能力
　　有人可能会说，天舟二号设计之初就是按照不回收的方案来设计的，当然无法进行回收了。那么为什么不设计成像龙飞船那样，可多次往返使用的货运飞船呢？我们对比一下两者的运载能力就明白了。
　　天舟二号货运飞船的最大运载量是6.9吨，运载量超过了满载时的总重量，是世界上现役货运飞船中最高的。其货运能力是俄罗斯进步M货运飞船的3倍，是SpaceX货运龙飞船的2倍。
　　龙飞船是目前世界上唯一能够回收并再次使用的货运飞船，有资料显示它的上行货运能力达到了6吨，但这个数据中有很大的水分。
　　因为龙飞船是可回收飞船，它的返回舱和推进舱合在一起呈一个倒锥形，并且具有隔热烧蚀层，还带着一个大大的降落伞。而且龙飞船的倒锥形舱段后部还设置了一个圆柱形的非加压舱，占据了整个飞船的大部分体积。
　　而且加压舱只能运送空间站的部件或者卫星等，不能运送空间站航天员所需的物资。龙飞船运送的补给品只能装在加压舱中，最多也就3.3吨物资，这只有天舟二号的一半。
　　也就是说，我国天舟二号货运飞船没有设计成可回收的结构，就可以省去为了返回而不得不设置的部分，把尽可能多的空间和载荷让给货物运送上，天舟二号是把货物运载能力最大化了。
　　3、节约成本
　　载人飞船返回舱返回地球时，为了保障航天员的生命安全，除了返回舱本身的结构设计上要符合要求外，还需要地面控制中心以及搜救队伍的密切配合，才能第一时间成功回收返回舱，这需要投入大量的人力、物力以及技术支持。
　　货运飞船虽然没有搭载航天员，但如果从空间站带回了科研成果或者其他有用物资，那么回收返回舱同样要耗费大量的人力、物力和资金。而天舟二号返回时装载的是航天员在轨生活产生的生活垃圾以及实验废弃物，花费成本去回收这些东西显然太浪费了。
　　4、空间站任务综合考虑的结果
　　空间站长期在轨运营期间，会涉及到多个舱段的发射与组装、多种运行模式下的状态维持与控制、每年数次补给和航天员访问、数量众多的组部件或设备的维护维修工作、上百种有效载荷的管理及其操作规划，等等。
　　空间站任务需求呈现多样化和复杂化，因此需要综合考虑运营过程中各种影响因素的关系，以实现综合集成和整体优化，力求在确保空间站正常运营的基础上，最小化空间站运营的成本。
　　而天舟货运飞船任务被视作空间站战术级运营规划的一部分，主要包括有推进剂和生活物资的补给，医疗设备及药品、维护和维修物品的补充，以及空间实验设备上行等。
　　也就是说天舟二号作为天舟系列货首次正式向空间站运送物资的货运飞船，其设计之初就是综合考虑了我国载人航天工程空间站任务的方方面面，采用不可回收的设计结构是最佳方案。
　　5、结语
　　天舟二号已经完成了它的全部使命，从空间站组合体撤离之后，将择机再入大气层，最终的结局是坠毁在南太平洋上空。
　　2022年是中国载人航天工程立项30周年，中国空间站也将建成。从这一点来看，天舟二号燃烧了自己，照亮了中国载人航天事业的下一站。