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当国际空间站(International Space Station)的使命结束时,SpaceX将使用一个强大的改装胶囊将其推离轨道。NASA和Elon Musk的公司在7月17日概述了将国际空间站在再入大气层时烧毁并将剩余部分沉入海洋的计划,目标是在2031年初,这个庞大的实验室将达到32年的寿命。NASA拒绝了其他选项,比如拆解空间站并将所有部件带回地球,或者将空间站移交给其他实体。
NASA给了SpaceX一份价值8.43亿美元的合同,用于退役空间站——这是有史以来在地球以外建造的最大结构。以下是这项工作及其面临的挑战的概述:
为什么要废弃空间站?
空间站已经显示出老化的迹象。俄罗斯和美国在1998年末发射了第一个组件,两年后宇航员搬入。欧洲和日本也添加了自己的模块,加拿大则提供了机械臂。到2011年NASA的航天飞机退役时,空间站已经扩展到一个足球场大小,质量接近100万磅。NASA预计空间站至少可以维持到2030年。目标是到那时私人公司能够发射自己的空间站,NASA将成为众多客户之一。这一策略——已经在空间站货物和人员运输中实施——将使NASA能够专注于月球和火星的旅行。如果到时没有商业空间站上线,NASA也可能决定延长空间站的寿命。目标是确保科学研究不中断。
为什么不把它带回地球?
NASA曾考虑拆解空间站并将部件带回地球,或者让私人公司回收这些部件用于自己的空间站计划。但是据NASA称,空间站从未被设计成在轨道上拆解,而且这样的努力不仅昂贵,还对执行拆解任务的宇航员有风险。此外,目前没有像NASA旧航天飞机那样大的飞船能够带回所有部件。另一种选择是将空的空间站提升到更高、更稳定的轨道。但这一选项也因后勤问题和增加的太空垃圾风险而被否决。
如何将其带离轨道?
来访的飞船定期提升空间站,使其保持在大约260英里的轨道上。否则,它会越来越低,直到失控地从轨道上坠落。NASA希望确保它安全再入大气层,在南太平洋或可能的印度洋的一个偏远区域坠毁。这意味着需要发射一艘飞船,能与空间站对接并将其引导至海洋。NASA预计一些较密集的部件会存活下来,其大小从微波炉到小轿车不等,散落在一个长约1,200英里的狭窄碎片场。NASA及其合作伙伴曾考虑使用三艘俄罗斯的补给船来完成任务,但需要更强大的飞船。最终,SpaceX在6月赢得了退役飞船的合同。
退役飞船会是什么样子?
SpaceX计划使用普通的Dragon胶囊——这种胶囊通常用于运送物资和宇航员到空间站——但将其改装为一个更大的载货舱,配备创纪录的46台发动机和超过35,000磅的燃料。SpaceX的Sarah Walker表示,挑战在于制造一个足够强大的飞船,以在最终下降过程中抵御来自大气阻力的拉力和力量。根据NASA的说法,这艘飞船将需要一个特别强大的火箭才能进入轨道。胶囊将在空间站计划退役前一年半发射。宇航员将在逐步降低轨道的过程中继续驻留。空间站销毁前六个月,机组人员将离开并返回地球。当空间站下降到大约137英里时,Dragon飞船将在四天后将其带离轨道。
以前有类似的操作吗?
NASA的第一个空间站,Skylab,于1979年坠毁,碎片降落在澳大利亚和周围的太平洋上。NASA曾希望第一批航天飞机机组人员能安装一枚火箭来控制Skylab的下降或提升其轨道。但航天飞机到1981年才首次飞行,未能赶上。地面控制人员设法让Skylab缓慢翻滚,目标是印度洋,但一些碎片也落在了西澳大利亚。俄罗斯在接回空间站方面有更多经验。Mir在运行了15年后,于2001年在太平洋上空进行了受控再入。之前,几个Salyut空间站也结束了使命。
会保存什么吗?
NASA希望将一些小物件从空间站带回博物馆展示,比如船钟和日志、带有补丁的面板和其他纪念品。这些物品可以在最后一两年通过SpaceX的补给船带回。“不幸的是,我们无法带回真的很大的东西,”NASA的Ken Bowersox说。“情感上我很想尝试保存一些东西,”但最实际的方法是一次性将所有东西都销毁,他说。