本月18日,美国NASA和SpaceX公司联合发布了关于国际空间站的脱轨公告细节,其中提到双方将签署一份8.43亿美元的技术合同,由SpaceX提供一艘性能强大的航天器材,于2031年把国际空间站推离轨道,在重返大气层中焚毁,然而新情况是本计划实施时间又因故提前了一年。
这意味着在2030年,这座人类建在地球之外的最大建筑物,将在服役31年之际迎来毁灭。而届时中国空间站将成为人类全球唯一一个拥有太空空间站的国家。
据了解,在国际空间站逐渐老朽故障频发的现状下,已经有17个国家向我国空间站发出合作申请,其中包括日本与印度。而中国为了开放合作,也计划将空间站进一步扩大至6舱位,这对于我国而言,究竟是一次怎样的契机?
国际空间站的落寞国际空间站是上世纪由美俄主导,16个国家共同参与设计建造的太空空间站项目,它长110米,宽88米,大小相当于两个足球场面积,总质量足足高达400吨。鲜为人知的是,当年中国也曾请愿加入国际空间站项目,但被美国不留余地的一口拒绝了。
作为迄今史上规模最为庞大的太空合作项目,它为人类的科学研究、天文观测、生物技术和材料科学实验贡献了举足轻重的作用。但随着长期运行,空间站也进入了快速老化阶段。
2020年舱段漏气,2021年引擎异常、方位迷失、电力通道故障...一切意外故障都证明,原定于2015年退役,期间历经两次退休延迟的国际空间站,已经彻底走向了无法逆转的寿命尽头。
那么究竟该如何处理退役空间站呢?NASA曾考虑将空间站在轨道上完全拆解后带回地球,但理论上这会对宇航员造成一定程度的安全威胁,并且会造成大量太空垃圾。于是NASA最终决定打造一款航天器材,去引导空间站从南太平洋或者印度洋上空大气层降落焚毁。
NASA向全航天业发布了项目竞标,结果只有SpaceX 公司和诺斯罗普-格鲁曼公司的方案入选,最终SpaceX凭借龙飞船设计一举赢得了竞标,拿下了这份高达8.43亿美元的巨额合同。
SpaceX的脱轨飞行器U.S. Deorbit Vehicle属于是美国龙飞船的升级版本,它拥有更充沛的性能和强劲的配置,将携带整整3.5万磅的推进剂,是目前龙飞船的6倍,发电与储能是其4倍。
SpaceX内部表示,升级版龙飞船一共搭载46 个天龙Draco 引擎,其中30个被装在增强型躯干部分,用于delta-v 机动,16个安装在太空舱上,用于姿态控制。同时躯干部位还将配备推进剂罐、发动机、航空电子设备、发电设备等等。
天龙发动机是SpaceX自研液体发动机,单台真空推力400N,可用于远近地点的机动、姿态控制和轨道调整。在2030年国际空间站脱轨之时,脱轨飞行器的26个天龙引擎会同时点火启动,凭借自身的强大动力,不断推动空间站脱离运行轨道。目前空间站运行高度为400公里,在飞行器的作用下会逐渐降低至220公里高度,此时空间站宇航员会提前撤离。
人员撤离6个月后,飞行器会全面推动空间站前往降落至地球大气层。在经过大气层焚烧后,预估所剩残骸会散落至无人居住海域,整个过程大概会持续12~18个月之久。
也就是说,2030年国际空间站将彻底成为一段历史。不过这个时间也可能会再度提前,因为近些年来空间站“分家”闹得沸沸扬扬,国际上盛传俄罗斯要单独建造空间站,不仅公布了其空间站建造计划,还准备于2027年通过新一代运载火箭“安加拉-A5”将首个首个舱段“科学能源舱”送入太空,全面揭开俄罗斯空间站的新篇章。
据悉,安加拉-A5M火箭是俄罗斯主打运载火箭,级别覆盖轻、中、重型,运载能力在2~40吨之间,能将7吨左右的有效荷载送入地球同步轨道。
今年4月,俄罗斯成功发射了安加拉-A5重型火箭,验证了该火箭运载能力与空间站方案的可行性。接下来,俄罗斯计划在2028年发射通用节点舱和网关舱,2029年发射核心舱,2038年全面完成空间站部署工作。
不过俄罗斯这个国家,常态就是计划永远赶不上变化,因为他们的长远规划可信度并不高。就眼下来看,国际空间站的覆灭已成定局,届时中国空间站全球独一无二就是板上钉钉的事实。
中国空间站合作与扩建中国空间站具备极强拓展性,它拥有一个核心舱和一个节点舱,节点舱通过核心舱前部与其相连,自身共拥有6个接口,有两个被梦天、问天实验舱占用,还剩下3个接口,主要用于两批宇航员的工作交接。
因此从现有格局来看,中国空间站似乎是没有额外空间可供使用了,但关键在于天和核心舱有个十分强大的功能——无限拓展。
天和核心舱尾部有个接口,既可用于天舟货运飞船的装卸货,也可以实现与节点舱、新核心舱的连接。只要地面重新打造一个核心舱,就能以拼积木的方式让中国空间站实现从三舱布局扩展为六舱布局的蜕变。
届时中国空间站睡眠区将会增加至3个,最多可单次容纳12位航天员,同时科学实验柜数量也会翻倍增至50个,总重量飙升至180吨,这意味着中国空间站的科研能力将突飞猛进,可容纳的国际合作项目也大大提升。
虽然截止目前,中国还未公布国外航天员合作名单,但国家合作项目却已经公布了足足17个名额,其中包括印度,日本、瑞士、波兰、德国、意大利等一众先进科技国家。可以料想,未来随着中国空间站的无限扩大,或许真有可能实现每位外国航天员都能拥有独立的实验舱。
而中国载人航天工程的第十九艘飞船神舟十九,也被曝出将在今年10月下旬进行发射实验,预计今年将会迎来重大成果。
自1956年新中国发展航天事业以来,无论我们过程中经受了怎样的磨难与不公,但所奉行的开放合作、携手共进的初心却从未改变。从嫦娥六号、嫦娥七号到天宫空间站,中国秉持对外开放之诚心,坚持全球合作之下方能创造无限可能的正确理念,致力于推动全球航天事业的积极发展。
比如俄罗斯,掌握着全球顶尖火箭发射技术,而中国制造业优势又冠绝全球,所以双方一拍即合合作共赢,共同研制出更加先进强悍的火箭发动机技术。
在国际空间站即将退役的大背景下,全球各国航天业的目光都将聚焦在了中国身上,这即是对我国太空前沿技术的认可,也预兆着全球航天合作的新趋势。在未来,天宫空间站将以自身突出的稳定性和科研能力,为全球各国提供全新的科研合作平台。
参考资料:
IT之家:国际空间站 2030 年脱轨细节公布:SpaceX 推进,持续 12-18 个月人民资讯:国际空间站脱轨任务难度高极速视线:国际空间站“摇摇欲坠”,各国未来只能仰仗天宫,俄罗斯宣布退出