
运行超过25年的国际空间站,正在逐步走向任务终点。随着近期一次舱体出现问题并引发应急准备,这座长期服务于人类太空探索的轨道平台,再次被推上讨论焦点。有专家指出,空间站的整体结构正在老化,安全风险逐步加大,因此必须提前制定退役方案。
根据相关计划,这一重达约450000千克(约450吨)的巨大轨道设施,将不会自然坠落,而是通过人为控制方式引导其进入大气层,以降低对地面造成的潜在影响。
空间站目前运行在距离地球约400千米的轨道高度上,以约28000千米每小时(约28000 km/h)的速度围绕地球飞行,每天绕行约16圈。为了维持这一高度,系统需要定期进行推进调整,否则会因为大气阻力逐渐下降。
从2028年开始,技术人员将不再持续提升轨道高度,而是让空间站逐步进入自然下降阶段。在这一过程中,空间站仍将维持正常运作,包括科研任务等活动不会立即停止。
如果完全依赖自然坠落,空间站在进入大气层时将形成不可控的碎片散落,这对于地面安全来说风险较高。专家指出,这种体量级别的航天结构,在解体过程中可能会产生数百个具有风险的碎片。
因此,相关团队决定采取更精确的控制方式,利用专门的推进设备对空间站进行反向加速操作,从而让其在预定轨道点进入大气层,并最终坠落到远离人类居住区的海域。
目标区域位于南太平洋一个被称为“航天器墓地”的区域,这里距离陆地最远,几乎没有常住人口。选择这一地点,是为了最大限度降低坠落物对人员和环境的影响。
要实现这一目标,需要对空间站速度进行约204千米每小时(约204 km/h)的调整。虽然这个速度变化在整体飞行速度中占比很小,但依然需要大量推进燃料,预计消耗约9吨。
为此,一家商业航天企业获得了价值接近10亿美元(约1000000000美元)的合同,用于研发一款专门用于执行任务的推进飞船。该飞船将在未来与空间站对接,并通过多次推进操作逐步改变其轨道。
整个退役过程将分阶段进行。预计到2029年中期,最后一批补给飞船将离开空间站,随后载人任务也将结束。当高度下降到约280千米时,将进入关键阶段。
在接近最终阶段时,该推进飞船将执行一系列复杂操作,包括轨道调整和最终减速,使空间站准确进入大气层。在进入约250千米高度后,高速摩擦将导致结构逐步解体,大部分材料会在高温中被烧毁。
不过预计仍有约40000至100000千克(约40至100吨)的残余结构可能穿过大气层并落入海中。
在解体过程中,还存在结构旋转等风险,这需要精准控制,以避免碎片分布范围扩大。早在1979年,一座较小的空间设施在坠落过程中发生解体,曾导致碎片散落在陆地区域,这也是当前方案极力避免的问题。
综合来看,相比放任空间站自然坠落,采用可控方式引导其进入指定区域,是目前更为安全的选择。
随着2030年计划节点临近,这一项目不仅是技术挑战,也象征着一个时代的结束。从最初的载人实验,到如今的安全退役,国际空间站完成了其重要使命,也为未来更先进的太空设施积累了经验。