國際空間站不可能永遠存在,它將以何種方式終結自己?

2020-11-04 Snail先生

國際空間站用了42次發射才建成。它的結局如何?一起來看看吧。

整整20年來,這個巨大的軌道實驗室一直是人類太空的家園,一些幸運的地球人在特定的時刻都會冒險進入這個微重力的詭異世界。但和人類一樣,國際空間站也在老去。它也不可能無限期地獨自呆在軌道上,它需要定期的助推或來自來訪太空飛行器的燃料噴射。如果這些助推被停止或發生其他一些問題,實驗室遲早會掉落。

哈佛大學的天文學家喬納森·麥克道爾說:「基本上,任何到達空間站的貨物飛船,通常都有一定程度的多餘推進劑。它們必須有推進劑的助力來完成交會,它們時常會有額外的推進劑來助推空間站。」

目前,預計發往空間站的貨物飛船將至少持續到2024年。由於空間站的國際性質,它是美國、俄羅斯、加拿大、日本和歐洲航天局共同參與的,它退役的決定將基於工程和政治。

美國宇航局官員在一份報告中寫道:「雖然國際空間站目前被國際夥伴政府批准至少在2024年12月前運行,但從技術角度來看,我們已經批准國際空間站飛行到2028年底。此外,我們還沒有發現任何可能妨礙我們在2028年之後繼續運行國際空間站的問題。」

但總有一天,這個國際空間站將面臨它的終結。它正在老化,並且時常面臨空間碎片和微隕石撞擊的風險。如果人類不讓它退役,危險的太空也會終結它。

空間站的最終命運一直以來困擾著美國宇航局(NASA)和俄羅斯聯邦航天局(Roscosmos)以及其它合作國家的科學家,但隨著時間的推移,太空專家必須考慮細緻的方案來終結它。

麥克道爾說:「我們最終會把它弄下來的,我們致力於使它脫離軌道。但我的感覺是,太空專家直到大約五年前才真正考慮過細節。在那之前,人們的想法是,非常好,它在軌道上,我們還在建造它,我們不必擔心它的老去。」

如何安全地終結空間站

美國宇航局和俄羅斯宇航局的一組工程師在2017年國際宇宙航行大會上提交了一份評估某些處置方案的論文。他們的工作基於2001年在俄羅斯和平號空間站進行的脫軌程序,國際空間站重大約是和平號空間站的三倍。

該計劃的要點反映了空間站在正常運行期間是如何保持高度的。最常見的情況是,俄羅斯進步號貨運飛船車輛在停靠空間站時進行燃燒,或者將燃料轉移到主服務艙的推進器中,為空間站提供燃料;無論哪種方式,空間站都會被再次推高。

一個可控的脫軌,進步飛船車輛會做同樣的事情,但方向相反,那就是降低空間站的最低高度。當然服務艙推進器也可以使用。

這些精心定時的反向推力,將使空間站在其軌道上的一個點開始降低,使它從更容易預測的軌道,重返大氣層,科學家將控制它燃燒後的碎片隕落廣闊、人煙稀少的南太平洋。其餘的則取決於地球大氣層的破壞力。當然,這一方案有其風險。如果有什麼事情打亂了計劃,那麼,可預測性和可掌控力就不存在了。

2017年的論文為預定的脫軌和應對空間站可能發生的災難提出了各種方案。該組織寫道,如果軌道實驗室突然出現不可修復的錯誤,那麼該設施背後的組織將只有兩周時間來決定如何處置它。

未來之路

國際空間站的接班人可能會面臨更為順利的退休,儘管它仍然需要燃燒自己來完成使命。

總部位於德克薩斯州的Axiom Space計劃從明年開始發射新的空間站模塊,隨著人們對進入空間軌道商業興趣的增長和國際空間站的老化,它們最終將從國際空間站分離出來,建立自己的自由飛行軌道設施。

但Axiom已經從空間站的命運中吸取教訓,並且已經在為它的設施將如何結束而未雨綢繆。該公司計使其模塊比空間站上的模塊更加模塊化,能夠輕鬆地移除和更換部件,從而為未來的相關處置提供靈活性。

這種安排也意味著每個模塊都可以控制自己的命運。「每個模塊都將設計有自己的制導、導航和控制,以及自己的推進器,」馬恩德說,「所以它們基本上可以自己飛行,然後在需要的時候,它們可以自己分離並返回地球大氣層。」

儘管我們也剛開啟建造中國自己的太空站徵程,但是幾十年後,我們依然要考慮隨著它的老去,我們如何來終結它的問題,每個模塊高度模塊化,並且自主可控應該是需要考慮的。

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