2030 年代初,国际空间站被摧毁

国际空间站目前有 16 个舱室,其使用寿命实际上已多次延长。然而,所有建设国际空间站的国家都一致认为,将国际空间站的使用寿命延长到 2030 年以后是有风险的。

因此,据英国广播公司 2024 年 6 月 27 日报道,西方国家同意只为国际空间站提供资金到 2030 年。而俄罗斯自乌克兰-俄罗斯战争爆发以来,一直强调其对国际空间站管理和运营的参与将至少持续到 2028 年。

作为飞行实验室,国际空间站绕地球运行的高度约为 400 公里。该航天器以每小时 28,000 公里或每秒 7.67 公里的速度绕地球运行。以这样的速度,国际空间站只需 90 分钟即可绕地球一圈。这意味着在 24 小时内,国际空间站将见证 16 次日出和日落。

今年,国际空间站已经运行了 24 年,共搭载了 250 多名宇航员,并开展了数千项研究,从研究人类的衰老过程到测试制造新型材料的配方。然而,就像其他人造技术一样,国际空间站也有运行时间限制。

尽管还有几年的时间,但现在必须做好摧毁国际空间站的准备。如果没有人为干预,国际空间站实际上会因为太阳活动频繁导致大气阻力增加而坠落地球。巨大的大气拉力不仅阻碍了航天器的移动,还会将其拉回地球。

然而,探测器返回地球的自然过程需要时间,并且对地球人口构成巨大风险。航天器进入大气层的位置很难预测,因此,如果有任何残留物质,物体坠落地球表面的轨迹和位置也很难预测。

因此,国际空间站重返大气层和在大气层中毁坏的过程必须得到控制或控制,以尽量减少对公众的风险。此外,国际空间站是人类有史以来在太空建造的最大物体。

然而,控制国际空间站坠落的过程并不容易。国际空间站的一些硬件已有几十年历史,因此飞行器在进入地球大气层之前解体的可能性会更大,这将使控制变得更加困难。

国际空间站被烧毁和摧毁的整个过程对人类来说确实很危险。然而,亲眼目睹国际空间站被摧毁的过程却令人惊叹不已。

美国宇航局截图

美国宇航员凯特·鲁宾斯准备操作生物分子测序仪,研究国际空间站(ISS)上微生物的脱氧核糖核酸(DNA)。这项研究将有助于保持宇航员的健康,也有助于探测来自太阳系其他地方的微生物。

挑战

为了控制国际空间站的处置和销毁过程,美国国家航空航天局于周三(2024 年 6 月 26 日)任命领先的太空技术初创公司 SpaceX 制定计划和系统,将国际空间站脱离轨道或带回地球并在地球大气层内摧毁它。

为了执行这项任务,NASA 提供了 8.43 亿美元的资金,按当前汇率计算约为 13.8 万亿卢比。SpaceX 的任务是将国际空间站带回地球,并确保国际空间站燃烧并解体在太平洋上空。

美国宇航局太空运营总监肯·鲍尔索克斯表示:“选择这艘飞船脱离国际空间站轨道将有助于美国宇航局及其国际合作伙伴确保国际空间站运行寿命结束时安全、负责任地过渡到低地球轨道。这也支持了美国宇航局未来可持续商业化近地空间的计划。”

事实上,NASA 已经研究了多种处理国际空间站的其他方案。国际空间站运行寿命结束后的每种处理方案都有其复杂性和挑战。

即使没有人为干预,国际空间站也会由于太阳活动剧烈导致大气阻力增大而坠落至地球。

提出的一个方案是拆除国际空间站,将较新的部件用于未来的空间站平台。另一个想法是将国际空间站转让给商业公司,并将其运营和维护交给商业公司。

另一个方案是将国际空间站移至更高的轨道,这样它就不会太快重返地球大气层。然而,这需要数十艘航天器才能到达所需的高度。

然而,也有一些限制需要考虑。除了成本之外,每个选择都有困难和法律后果,尤其是关于国际空间站所有权地位的问题。因此,看来将国际空间站送回地球是 NASA 的最终选择。

到目前为止,NASA 和 SpaceX 都还没有设计出可以充当国际空间站“拖船”的飞行器。然而,非轨道飞行器必须具有非常高的推力,才能引导国际空间站准时重返地球大气层。

另请阅读:进步 86 号航天器和外层空间废物管理

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沙特阿拉伯宇航员 Rayyanah Barnawi(左)和 Ali Alqarni(右)乘坐将把他们送往国际空间站 (ISS) 的航天器。他们与美国宇航员 Peggy Whitson(右二)和飞行员 John Shoffner(左二)一起于美国佛罗里达时间周日(2023 年 5 月 21 日)晚间升空。他们乘坐的是埃隆·马斯克领导的 SpaceX 公司旗下的猎鹰 9 号火箭。

最小化风险

国际空间站并非第一个在地球大气层中被摧毁的载人空间站。苏联的礼炮一号于 1971 年脱离轨道,随后又有几艘礼炮号脱离轨道。最后一个脱离轨道的俄罗斯空间站是 2001 年的和平号,这是苏联的遗产。

此外,还有1979年返回地球的美国天空实验室空间站,以及2018年和2019年重返地球大气层的中国天宫一号和天宫二号。目前,仍在运行的空间站只有国际空间站和运行仅3年的最新一代天宫。

然而,2030年代初国际空间站的降落过程将是航天史上规模最大的一次航天器重返地球大气层,面临的风险和挑战也同样巨大。

据英国广播公司2023年5月3日报道,国际空间站的规模是和平号的三倍。“这是一个巨大的挑战。重达400多吨的东西从天上掉下来可不是什么好事。”美国哈佛-史密森天体物理中心天文学家乔纳森·麦克道尔说。

除了重量非常大,约为430吨,相当于200头大象的重量外,国际空间站的体积也与一个足球场一样宽,从太阳能电池板的一端到另一端的太阳能电池板的末端有109米,从航天器前端到后端有51米。

由于尺寸如此之大,国际空间站的一些耐热结构和部件在重返地球大气层时可能不会燃烧殆尽。因此,国际空间站的碎片始终有可能留存下来,直到最终坠落到地球表面。

国际空间站脱离轨道的过程将于 2026 年开始。控制团队将让国际空间站轨道自然收缩,使国际空间站高度继续从约 400 公里下降到 2030 年代中期的约 320 公里。在这个高度,最后一批机组人员将被送往国际空间站,以确保国际空间站上的所有设备或历史物品都已移除,从而减轻国际空间站的重量。

当最后一名宇航员离开国际空间站后,国际空间站将再次下降至 280 公里。这是不归点,是航天器无法返回的高度限制。在这个高度,航天器无法再被推得更高,因为地球大气层的拉力已经无法抵抗。

从那一刻起,“拖船”将执行一系列最后动作,以更快地将国际空间站推下。最初,俄罗斯航天器“进步号”准备为国际空间站坠落地球提供最后的推动力。然而,进步号航天器最近遇到的可靠性问题以及西方和俄罗斯之间不断恶化的政治局势促使 NASA 准备了另一艘拖船,将由 SpaceX 进行研究。

然而,无论使用哪种工具推动国际空间站快速坠落地球,这种推动都会将国际空间站推至 120 公里的高度。在这里,国际空间站将以每小时 29,000 公里的速度撞击地球更厚或更稠密的大气层,国际空间站的毁灭过程将开始。在这次毁灭过程中,从进入大气层到燃烧殆尽,国际空间站最多可以飞行 6,000 公里。

周一(2022 年 7 月 2 日)早上,波多黎各上空出现一系列疑似星链卫星太空垃圾的火球。2022 年 2 月 3 日发射的 49 颗星链卫星中,有 40 颗因地磁风暴而无法到达目标轨道并重新进入地球大气层。一周后,北纬 53 度和南纬 53 度之间的区域仍出现许多火球,因为 40 颗卫星即将坠落地球。推特/加勒比天文学会

周一(2022 年 2 月 7 日)早上,波多黎各上空出现一系列疑似星链卫星太空垃圾的火球。一场地磁风暴导致 2022 年 2 月 3 日发射的 49 颗星链卫星中有 40 颗未能到达目的地轨道并重新进入地球大气层。一周后,北纬 53 度和南纬 53 度之间的区域仍出现许多火球,因为有 40 颗卫星即将坠落地球。

国际空间站最先被摧毁的部分是太阳能电池板。它将与国际空间站的主要结构或主体分离。这个过程将在 100 公里的高度进行,国际空间站被撕裂只需要几分钟。

在距地球表面 80 公里的高度,国际空间站的模块或主体部件开始脱落并在高达数千度的温度下燃烧。这种高温将导致国际空间站模块熔化并解体。太空垃圾进入地球时经历的高速运动还会引起与碎片在天空中通过同时发生的音爆。

在这次脱离轨道时,国际空间站将被引导坠落到南太平洋一个叫做尼莫点的偏远地区,这是地球表面最偏远、最难到达的地区,人口非常稀少。洋流也使这些水域缺乏营养,使其不太适合海洋生物生存。

另请阅读:警惕坠落的太空垃圾

因此,即使国际空间站的某些部件没有在大气层中燃烧,也不会对下面的人类或里面的海洋动物造成伤害。国际空间站被毁后,人类最伟大的项目之一正式结束。

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#年代初国际空间站被摧毁
2024-06-30 07:35:23

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