
一个时代的终结:2030 年前,人类最大太空纪念碑、接近 5000 吨的国际空间站将被主动 " 淹没 " 并坠毁于太平洋。
在过去的二十年里,国际空间站(ISS)传来的各种消息,无论是厕所损坏、舱体漏气,还是宇航员的太空摄影,已经化为人类日常生活中不可或缺的信息背景,就像大型强子对撞机或美国的火星漫游车一样,让人习以为常。对相当一部分人来说,甚至已经不记得没有国际空间站的生活是怎样的。然而,一个时代即将宣告终结:到本世纪末,这座承载着人类近三十年太空梦想的庞然大物,将迎来注定被 " 淹没 " 的宿命。
要让这个庞大的太空遗产安全退役,原本在地缘政治中摩擦不断的俄罗斯和美国,将被迫展开一场空前的终极合作。
英雄迟暮:国际空间站时代为何走向终结?
在许多不带滤镜的太空专家看来,真正让人深思的问题其实是:国际空间站时代最初究竟为何而开始?对于普通大众而言,几乎很难脱口说出国际空间站取得过哪些造福人类的重大科学发现。当然,成果并非不存在——例如物理学界首次在太空中获得了物质的新形态 " 玻色 - 爱因斯坦凝聚态 "。但客观而言,该站的科学回报率完全无法与哈勃望远镜或 " 好奇号 " 火星车相比,而后两者的研发和运营成本却比空间站低了十到二十倍。
如今,无论是美国国家航空航天局(NASA)还是其他国家的航天机构,都早已失去了不惜一切代价去拯救和修复国际空间站的动力。更为残酷的是,即便资金和意愿全部到位,也无法保证能显著延长其寿命。因为不仅是零件和电子设备在迅速老化,空间站模块本身的金属结构也已经步入 " 晚年 "。
每一次航天器的对接、每一次发动机的启动,都在对整体结构造成物理冲击;而在轨飞行中,太阳从不同方向交替加热船体,其产生的冷热循环也在不断削弱材料的强度。频繁的漏气正成为空间站的日常:由于系统性漏气问题,NASA 甚至不得不要求宇航员在打开对接舱舱门时,必须用螺栓将俄罗斯舱口牢牢固定,以此来节省宝贵的空气。
经过俄美专家联合审计,双方达成了一致且不可逆的结论:国际空间站必须尽快脱轨。
对于这件见证历史的 " 巨型文物 ",其不可逆转的毁灭确实令许多人心酸和不满。然而,无论是美国、俄罗斯还是其他参与国,都已经别无选择。
有人曾设想过最完美的结局:将空间站模块在太空拆解,逐一运回地球,在理工博物馆重新组装。但遗憾的是,人类唯一具备这种 " 搬运 " 能力的航天飞机,早已于 2011 年结束了运营。目前,人类没有任何其他航天器可以容纳公交车大小的模块,更无法像当年回收苏联空间站那样,将如此巨大的结构带回地球。
那么,能否将其封存,留在轨道上等待未来大型 " 太空卡车 " 的救援?理论上可行,但实际操作却无异于自杀。空间站目前在约 400 公里的高度运行,由于受到地球微弱大气的阻力,其速度会自然衰减导致轨道下降,必须定期启动发动机将其 " 抬升 " 以防坠毁。如果要长久保存,必须将其拖曳到更高几百公里的无空气轨道。但在那里,空间站撞击太空碎片的概率将呈指数级上升,一旦被击中,这座废弃的空间站将彻底失控,届时这场拯救行动将直接变成一部灾难性的奇幻科技惊悚剧。
因此," 受控坠毁 " 成了安全终止国际空间站运行的唯一方式。科学家们计划,届时宇航员将尝试用小型飞船把最珍贵、最有趣的内部细节和文物运回地面博物馆,而剩下的绝大部分,将永远留存在记忆和照片中。
终极一掷:5000 吨庞然大物将如何被掩埋?
国际空间站的受控下降,首要前提就是美俄两国的深度协同。
由于空间站自身没有足够强力的发动机,其机动推力将完全由停靠的飞船提供:这包括两艘俄罗斯的 " 进步号 "(Progress)飞船,以及一艘美国特别建造的飞船。要用引擎将空间站拉下轨道,必须在短时间内将其速度降低约每秒 60 米,剩下的 " 减速工作 " 则完全交给地球大气层。
这场惊心动魄的行动将分阶段进行:
第一阶段(2028 年起):空间站轨道将主动开始降低,利用与大气层日益增加的摩擦力来加速其自然下降。受每年大气厚度变化的影响,确切的时间和高度目前尚无法精确给出,但最终的 " 大限之日 " 锁定在 2030 年。
第二阶段(2030 年终结时刻):当操作人员认为时机成熟,所有驻留人员将彻底撤离。随后,地面控制中心将操纵空间站执行一系列精细的小型机动,将其稳稳瞄准太平洋上被称为人迹罕至的 " 无人区 "。
第三阶段(最终毁灭):随着最终制动程序的启动,空间站将以极高的速度冲入大气层稠密层。
俄罗斯联邦航天局指出,国际空间站总质量接近五千吨,是迄今为止人类历史上脱轨坠落的最大人造天体。它绝不可能像普通的小型卫星那样,在大气层中毫无痕迹地燃烧殆尽。
根据 NASA 专家的模拟,随着大气摩擦产生的高温与撕扯力达到极限:
1. 结构剥离:向各个方向突出的太阳能电池板和散热器,这些最不耐用、最脆弱的部件,将首先脱落并融化。
2. 舱体肢解:接着,各舱段的对接节点将无法承受恐怖的载荷," 罐体 " 结构开始崩解分离。空间站最坚硬的骨架,如同拱桥或塔式起重机般由细杆组装而成的桁架结构,将会整体飞离。
3. 最终汽化与坠落:最后,单个模块和桁架开始在数千度的高温中崩解。铝制外壳和塑料部分将完全挥发。但在空间站内部,依然存在大量致密且极其耐火的重型部件,且桁架的许多核心部分远比看起来要坚固。它们在经历烈火洗礼后,其残骸将在一声巨响中,最终坠入荒凉的太平洋深渊。
谁是继任者?
原本,多国计划将国际空间站作为未来新一代空间站的 " 孵化基地 " ——即先将新模块接入国际空间站,成型后再行独立拆分。但这一方案很快被否决:国际空间站的设备已经全面过时,为了兼容旧设备而限制新技术的研发,被证明是愚蠢的策略。
原本计划采用该方案的公理太空公司(Axiom Space),由于国际空间站的紧急脱轨计划,不得不彻底更改了其模块的组装顺序。现在的调整是:他们将首发高机动性的 " 运输与能源舱 ",而非居住舱。这样一来,即便在国际空间站沉没前他们没来得及连接任何后续部件,该舱随时都能安全脱离。公理空间站很可能成为西方在国际空间站坠毁后的主要继任者,尽管从规模和结构上看,它更接近苏联当年的 " 和平号 "。
俄罗斯方面也计划以类似的模式组建自己的 " 俄罗斯轨道站 "(ROS)。根据俄罗斯航天局的规划:
2028 年:俄罗斯段的 "Prhyal" 模块将被全新的通用节点模块取代。
2030 年:科学与能源模块将接入该节点。
在此之后,俄罗斯的 " 科学号 "(Nauka)模块以及上述所有附加模块将正式与国际空间站实施分离,ROS 将独立开始运行。然而,外界评估指出,根据以往的航天项目经验,这些复杂模块的交付和准备工作极有可能被大幅推迟,行将就木的国际空间站,届时很可能已经等不到它们顺利分家的那一天。


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