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模吸引更多國家的航天員駐留在此，為世界航天事業作出了突出貢獻。

然而，這座花費高昂、對國際宇航事業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現、疫苗開發和醫學治療方面提供了重要實驗場地，在實時監測地球生態系統和自然災害方面作出了突出貢獻。可以說，國際空間站對于人類社會及相關科研技術的發展，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膨脹和收縮，從而對材料本身產生磨損。過去數年里，國際空間站側翻及漏氣現象就時有發生，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生毀滅性的損傷。“那將不會是美好的一天。”商業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，太陽周期持續的時間較之或長或短，每周期峰時活動數量也有不規則變化。

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。“要讓像國際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。”美國普渡大學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。”

結合上述所有因素，理想的墜落過程會是這樣：首先經過數周或者數月的軌道自然脫離，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的重大里程碑。屆時，人類將共同見證這件壯舉的完成。