國際空間站2031年將沉入南太平洋“尼莫點”

文 張 聞

你知道世界上最大、最復雜的宇航工程是什么嗎？那就是國際空間站。20多年來，國際空間站不斷擴大規(guī)模吸引更多國家的航天員駐留在此，為世界航天事業(yè)作出了突出貢獻。

然而，這座花費高昂、對國際宇航事業(yè)有著重要作用的國際空間站并不是長久停駐在太空中開展服務的，它的退役時間現(xiàn)在已經確定了！美國國家航空航天局宣布：計劃在2031年摧毀國際空間站，殘骸將沉入南太平洋的“尼莫點”。而這一摧毀過程預計花費10億美元。

為什么要銷毀國際空間站？

國際空間站的結構十分復雜，包括實驗室模塊、居住模塊、能源供應模塊、對接口、科學實驗設備等。過去10年間，國際空間站為藥物發(fā)現(xiàn)、疫苗開發(fā)和醫(yī)學治療方面提供了重要實驗場地，在實時監(jiān)測地球生態(tài)系統(tǒng)和自然災害方面作出了突出貢獻?？梢哉f，國際空間站對于人類社會及相關科研技術的發(fā)展，具有重要意義。

然而歷經20余載的運行，國際空間站面臨基礎設施和組件老舊困擾。長期以來，國際空間站在軌運行的過程中，都要經受極端溫度的考驗，這些極端溫度會導致材料的循環(huán)膨脹和收縮，從而對材料本身產生磨損。過去數(shù)年里，國際空間站側翻及漏氣現(xiàn)象就時有發(fā)生，因此不得不派航天員進駐國際空間站進行維修。

除此之外，國際空間站位于地球大氣脆弱的上層區(qū)域，處于近地軌道上。如果沒有周期性的助推力，之后的運行速度會越來越慢，高度也會越來越低，最終下降得足夠深之后，便會解體穿過大氣層，焚燒殆盡。

在國際空間站的墜落過程中，可能會發(fā)生兩種情況：一是在精細控制下，墜入大氣層；二是在不可控的情況下，產生脫軌，讓國際空間站從高空掉落至地球表面。特別是第二種情況，是相當危險的。因為國際空間站比足球場還要大，它的運動軌道覆蓋了全球90%以上的人口。作為史上最大型的脫軌物體，國際空間站的墜落很可能對地球上的人類發(fā)生毀滅性的損傷。“那將不會是美好的一天?！鄙虡I(yè)太空技術公司總裁喬治·奈爾德說。而美國國家航空航天局花費10億美元銷毀國際空間站，就是為了避免第二種情況的發(fā)生。

國際空間站的墜落之路

美國國家航空航天局將國際空間站的墜落地點，選在了“尼莫點”。

“尼莫點”位于南太平洋深處，曾有一個廣為人知的名字是航天器墓地。這片地區(qū)曾是和平號空間站的歸宿。從1971年到2016年間，超過263艘航天器“安息”在這里。

要想國際空間站精準墜落在“尼莫點”，美國航空航天局必須考慮的首要因素便是太陽的11年活動周期。11年是個估值，太陽周期持續(xù)的時間較之或長或短，每周期峰時活動數(shù)量也有不規(guī)則變化。

高度的太陽活動導致地球大氣層擴張，從而提高繞地航空器的阻力。這樣的阻力會造成海拔損失?！耙屜駠H空間站這么大的物體脫離軌道，整個過程非常依賴于大氣密度狀況?！泵绹斩纱髮W的航空航天工程師戴維·阿納斯解釋說，“就算花很多時間，基本上也無法預測?！?/p>

結合上述所有因素，理想的墜落過程會是這樣：首先經過數(shù)周或者數(shù)月的軌道自然脫離，國際空間站的高度慢慢降低，抵達距離地球約402千米的高空。此時，與空間站相連的定制飛行器將開始脫軌燃燒。在距離地球表面約201千米的高空，任務控制組將調整國際空間站的運動軌跡及火箭燃燒，將空間站接近圓形的軌道改變成橢圓形，使得其最接近地球上方約145千米之處的“近地點”。

從145千米的近地點開始，任務控制組將命令火箭進行最后一次燃燒，進一步將空間站往下推，讓其墜入南太平洋。值得一提的是，無論國際空間站何時、怎樣墜落地球，這一事件都將是人類航空航天事業(yè)的重大里程碑。屆時，人類將共同見證這件壯舉的完成。