據(jù)中國航天報(bào)報(bào)道，俄羅斯國家航天集團(tuán)與美國宇航局近日達(dá)成重要共識：國際空間站的工作壽命至少延長到2028年，最終有可能在2030年完成歷史使命，以可控方式脫離軌道，墜入南太平洋預(yù)定海域。那么，國際空間站為何要退役？科研人員需要重點(diǎn)解決哪些離軌技術(shù)問題？中國將如何參與國際空間站退役后的布局？我們請中國科普作家協(xié)會會員雷淼來說一說。

國際空間站為何要退役

國際空間站為什么要退役？簡單來說就是老了。國際空間站的預(yù)期壽命原本只有15年，但自1998年11月第一個(gè)組件曙光號功能貨艙升空以來，它已經(jīng)在太空中運(yùn)行近27年，每時(shí)每刻都在經(jīng)受著太空極端惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。目前，國際空間站面臨的主要問題有艙體疲勞、流星體與空間輻射的轟擊、部件老化等。

太陽一出來，國際空間站的向陽面溫度立刻飆升，最高能到120℃左右，在背陰面或者日落之后，溫度可以低至零下160℃。地球上每過一天，空間站要看到16次日出日落。長期、高頻、極端、不均勻的溫度循環(huán)變化會導(dǎo)致金屬艙體的熱疲勞，降低艙體材料的強(qiáng)度和塑性（物體變形的能力）。

溫度劇變、內(nèi)外壓強(qiáng)、日常運(yùn)作等造成的艙體疲勞是可預(yù)見的“歲月滄?！保€有很多太空意外事件，如國際空間站經(jīng)常遭受流星體和空間輻射的突然襲擊。事實(shí)上，國際空間站早就開始漏氣了，并且越來越嚴(yán)重，更糟糕的是雖然發(fā)現(xiàn)了漏氣位置，卻至今未能找到具體原因，也沒有根治方案。

總而言之，在太空中一切都衰老得很快，除了機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備等部件之外，通風(fēng)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)等需要持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備都會迅速磨損老化。但空間站艙段內(nèi)部的設(shè)備都是專門定制的，幾十年過去，替換零件變得更加困難。這些都是國際空間站不得不退役的原因。

退役方案傾向于“整體海葬”

國際空間站1998年開建時(shí)，只有俄羅斯的曙光號和美國的團(tuán)結(jié)號兩個(gè)艙段，歷經(jīng)多年建設(shè)，擴(kuò)展成一座近20個(gè)艙段、放得進(jìn)一個(gè)足球場的巨物。這么一個(gè)龐然大物，該如何安排它的“后事”呢？

圍繞地球飛行的航天器一般有兩個(gè)歸宿，一是“太空葬”，把它推到遙遠(yuǎn)的“墳場軌道”（即墓地軌道，位于地球同步軌道上方300千米處的空間區(qū)域，專門用于安置壽命終止的地球同步衛(wèi)星）繼續(xù)繞地球飛行上百年，那里比地球同步軌道還要高，可以避免與正常工作的航天器碰撞而產(chǎn)生太空碎片；二是“火葬+骨灰撒?！?，控制它進(jìn)入大氣層，大多數(shù)小體量的航天器會在此過程中完全燒毀，對于燒不盡的，要力爭讓其墜入南太平洋的“尼莫點(diǎn)”，此處距離最近的大陸也有2700公里之遙，墜落此處可以避免傷及無辜。

“墳場軌道”的方案一定是不適合國際空間站的，因?yàn)樗鼈€(gè)頭很大，別的廢棄航天器很容易撞到它，產(chǎn)生大量碎片危及空間安全。所以，只能讓它受控進(jìn)入大氣層，焚毀在南太平洋上空。

如何精準(zhǔn)墜落到指定地點(diǎn)成了主要問題。很多人可能會說，國際空間站既然是像搭積木那樣一塊塊建起來的，那也可以一塊塊拆解，逐個(gè)再入大氣層焚毀。然而，空間站的許多組件最初是由運(yùn)載火箭或航天飛機(jī)運(yùn)上去的，本身并不具有推進(jìn)和姿態(tài)調(diào)整能力，難以受控再入大氣層。并且，由于空間站的各個(gè)艙段在長期在軌運(yùn)行期間早已深度互聯(lián)，現(xiàn)實(shí)中很難再做到模塊化拆解，稍有失誤，空間站就可能整體失控，各部件和主體結(jié)構(gòu)隨機(jī)飛散。

因此，目前航天界的主流意見傾向于讓國際空間站整體一次性離軌再入大氣層。這將是航天史上規(guī)模最大的受控離軌行動。按照初步方案，空間站的離軌操作將由俄羅斯軌道段及俄羅斯的進(jìn)步號貨運(yùn)飛船執(zhí)行，將來會將多艘進(jìn)步號飛船改造為太空拖船，對接到空間站的各個(gè)艙段，每次一小步地精準(zhǔn)降低空間站的高度，最后擇機(jī)再入大氣層。

探索太空一定需要空間站嗎

國際空間站堪稱世界上最昂貴的單品，到2010年即將竣工時(shí)，它的總費(fèi)用已達(dá)1500億美元。進(jìn)入太空的代價(jià)如此高昂，曾經(jīng)也有人質(zhì)疑這種付出是否值得。事實(shí)上，空間技術(shù)和隨之衍生的科技進(jìn)步和商業(yè)應(yīng)用大大改善了人們衣食住行的質(zhì)量，為全球經(jīng)濟(jì)帶來了巨大收益。

為航天業(yè)開發(fā)的一些物品和技術(shù)已為社會直接利用。比如，記憶海綿最初是為了緩解人體在火箭發(fā)射及返回艙著陸時(shí)所承擔(dān)的巨大壓力而設(shè)計(jì)的，如今出現(xiàn)在家用枕頭產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中；凍干食品是為了解決航天員在太空中的食品保鮮問題，現(xiàn)在進(jìn)了大眾的零食清單；一次性尿墊的發(fā)明是為了讓航天員在太空行走時(shí)防止液體被吸入肺部，而今為兒童和老人的護(hù)理作出貢獻(xiàn)。更重要的或許是太空旅行給編程、仿真軟件和機(jī)器人技術(shù)帶來的進(jìn)步。

我國依靠中國空間站“天宮”，到2025年初已在軌實(shí)施200余項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目，有望在血管化腦類器官芯片培養(yǎng)、軟物質(zhì)非平衡動力學(xué)、高溫超導(dǎo)材料空間制備研究等方面取得重要突破。

總之，空間站就是一座太空實(shí)驗(yàn)室，可以開展地面上無法進(jìn)行的科學(xué)研究和技術(shù)試驗(yàn)，也是人類目前實(shí)現(xiàn)長期太空駐留的唯一方式。同時(shí)，它也是促進(jìn)世界交流與合作的一座標(biāo)桿。

國際月球科研站開啟多方合作

國際空間站退役之后，它身后的空缺如何填補(bǔ)呢？

對于美國和俄羅斯來說，國際空間站的退役意味著兩國最負(fù)盛名的合作項(xiàng)目的終結(jié)。從這次達(dá)成的空間站退役計(jì)劃草案來看，兩國只是在商量如何“好聚好散”，畫上一個(gè)完滿的句號，并無再次合作的意向。

就目前可見的時(shí)間內(nèi)，美國宇航局正在集中精力執(zhí)行“重返月球”的阿爾忒彌斯計(jì)劃。該計(jì)劃的關(guān)鍵組成部分是一座圍繞月球運(yùn)行的“月球門戶”空間站，致力于提供深空科學(xué)研究平臺以及地月往來的通信和中轉(zhuǎn)樞紐功能。美國的合作方包括歐洲、日本、加拿大與阿聯(lián)酋，計(jì)劃于2027年發(fā)射。

俄羅斯則在籌劃自己的“俄羅斯軌道服務(wù)站”，這一空間站設(shè)計(jì)為更大的軌道傾角，以便覆蓋俄羅斯全境和地球兩極（國際空間站只能飛到南北緯各52°）。新空間站計(jì)劃于2027年起陸續(xù)發(fā)射各艙段，2035年建成。

對于中國的航天事業(yè)來說，國際空間站的退役并沒有什么影響。我國和國際空間站原本就沒有合作關(guān)系，況且還有屬于自己的空間站。我國在2016年提出了國際月球科研站的概念，2021年與俄羅斯聯(lián)合發(fā)布《國際月球科研站路線圖》，目標(biāo)是在月球南極區(qū)域及月球軌道建立一個(gè)長期自主運(yùn)行、遠(yuǎn)景有人參與的綜合性科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施，預(yù)期于2035年前完成基本型建設(shè)。截至今年4月，已有17個(gè)國家和國際組織、50多個(gè)國際科研機(jī)構(gòu)加入國際月球科研站的合作。

原標(biāo)題：《國際空間站退役將帶來哪些新變化？》

欄目主編：施薇 文字編輯：盧曉川

作者：中國航天報(bào)