這個(gè)周末全世界的人們都在關(guān)注著美國航空航天局失效的高層大氣研究衛(wèi)星(UARS)的墜毀事件:它何時(shí)墜落?又會(huì)墜落在哪里?這一事件甚至在部分公眾中引發(fā)了恐慌情緒。但是這畢竟只是一顆公車般大小的衛(wèi)星,設(shè)想如果有一天國際空間站到達(dá)退役時(shí)限,準(zhǔn)備墜入大氣層,那又將會(huì)是何種情形呢?
根據(jù)美國航空航天局官員的說法,這樣的恐懼是完全沒有必要的。盡管國際空間站在規(guī)模上確實(shí)要比本周六墜落的UARS衛(wèi)星大上幾個(gè)數(shù)量級(jí),但是它的最終墜落對(duì)于地面上人員將構(gòu)成的威脅其實(shí)是很小的。
之所以能這樣說,是因?yàn)檫@兩者之間存在一個(gè)最關(guān)鍵的不同,那就是這次的UARS衛(wèi)星是在燃料耗盡完全失控的情況下墜落的,而未來國際空間站的銷毀則將采用地面受控的情況下進(jìn)行,地面指揮中心將精確控制空間站,使其進(jìn)入大氣層后的碎屑在廣闊的大洋上空墜落。
美國航空航天局空間站項(xiàng)目副主管科克·希爾曼(Kirk Shireman)說:“我們對(duì)此已經(jīng)進(jìn)行了許多研究。我們已經(jīng)制定好相關(guān)的有效軌道和變速方案,一旦那樣操作,空間站墜落時(shí),其碎屑將完全集中在無人的廣袤海域。”
受控墜落
UARS衛(wèi)星的質(zhì)量大約為6.5噸。根據(jù)航空航天局技術(shù)人員的估算,上周末在重返大氣層后燃燒剩下的墜地殘骸重量約有532公斤。
如果光根據(jù)相對(duì)大小來進(jìn)行比較,那么很顯然,作為龐然大物的國際空間站的最終墜落將會(huì)對(duì)地面構(gòu)成比UARS衛(wèi)星大得多的威脅。這艘價(jià)值超過1000億美元的超級(jí)太空城大小幾乎相當(dāng)于一座足球場(chǎng),質(zhì)量大約431噸。一旦它重返大氣層,它將產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于UARS衛(wèi)星的殘骸碎屑。
根據(jù)目前的規(guī)劃,美國航空航天局及其國際合作伙伴國將共同至少讓國際空間站在軌運(yùn)行至2020年之后,甚至可能運(yùn)行至2028年左右。一旦其使用壽命到達(dá)終點(diǎn),航空航天局將不會(huì)置之不理而任其在失控狀態(tài)下自行墜落,而是會(huì)引導(dǎo)這個(gè)龐然大物進(jìn)行軌道機(jī)動(dòng),選擇在無人的大洋上空墜落,這樣它產(chǎn)生的大量碎片將不會(huì)對(duì)人員財(cái)產(chǎn)構(gòu)成任何威脅。
希爾曼說:“我們會(huì)定期研究我們的方案并進(jìn)行必要的修正與升級(jí),我們不想在這件事上有任何的閃失。這一點(diǎn)在項(xiàng)目開展之初便是作為整個(gè)國際空間站項(xiàng)目成功的判定要素之一而存在的。”
墜落方案
美國航空航天局表示,讓國際空間站在受控狀態(tài)下墜毀是一個(gè)復(fù)雜而漫長(zhǎng)的過程,這個(gè)進(jìn)程需要從其預(yù)定墜落日前之前一年便開始進(jìn)行。從這一刻起,地面控制中心將向空間站發(fā)送指令,使其運(yùn)行軌道從正常的大約386公里緩慢下降。
同時(shí)地面還將向準(zhǔn)備退役的國際空間站發(fā)射一艘或數(shù)艘飛船與其對(duì)接,它們的作用是在未來必要時(shí)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)反向點(diǎn)火以幫助空間站減速并脫離軌道。國際空間站實(shí)在太龐大了,它或許將需要一些外力的幫助。
不過希爾曼表示,目前還沒有確定到時(shí)候?qū)⑴汕材姆N飛船執(zhí)行這一反推任務(wù)?;蛟S將派遣一艘貨運(yùn)飛船,如改進(jìn)版的俄羅斯進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船,或者歐洲空間局研制的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)飛船(ATV)。目前正處于研發(fā)階段的美國航空航天局獵戶座多功能乘員艙(MPCV)將來也有可能執(zhí)行這一任務(wù)。
在空間站逐漸下行的過程中,全部的站上宇航員都將撤離。當(dāng)空間站最終下降到距離地面約115英里(約合186公里)高度時(shí),地面工程師將引導(dǎo)空間站上先前已經(jīng)與之對(duì)接的貨運(yùn)飛船開啟發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行反向點(diǎn)火,從而進(jìn)一步降低其軌道。
這最后一擊之后,完成使命的國際空間站將最終落入地球大氣層并燃燒墜毀,最終在一片廣闊的無人水域墜落。希爾曼說:“從南太平洋一直到美國西海岸有一大片完美的無人大洋洋面,長(zhǎng)度幾乎有6000公里。”
這張照片是STS-130小組在奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)與國際空間站分離操作完成后拍攝的。背景是地球上崎嶇的山地
這是本周末墜落地球的高層大氣研究衛(wèi)星(UARS)在1991年9月份被部署進(jìn)入軌道時(shí)候的情形??梢钥吹桨l(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)的機(jī)械手正抓著衛(wèi)星準(zhǔn)備將其釋放進(jìn)入軌道
從和平號(hào)和其它案例中學(xué)習(xí)
2001年,重達(dá)135噸的俄羅斯“和平號(hào)”空間站受控墜落在南太平洋。希爾曼表示,當(dāng)時(shí)美國航空航天局的相關(guān)人士非常認(rèn)真地觀看了整個(gè)受控墜落過程并從中學(xué)到了很多有用的經(jīng)驗(yàn)。
除此之外,美國航空航天局還對(duì)各種衛(wèi)星墜入大氣層之后的解體過程和模式進(jìn)行了深入研究。舉個(gè)例子,負(fù)責(zé)向國際空間站運(yùn)送物資的日本H-2運(yùn)輸飛船(HTV)以及歐洲空間局的ATV飛船上都搭載了相關(guān)儀器,用以測(cè)量它們?cè)谥胤荡髿鈱硬⒔怏w燃燒時(shí)所處的狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)。希爾曼說:“所有這些努力將最終幫助我們讓整個(gè)墜毀過程處在掌握之中。我們將了解空間站將如何解體,并以此推算出其碎屑的最終降落地點(diǎn)。”
因此,在2020年之后,當(dāng)我們真的要和國際空間站道別的時(shí)候,這個(gè)龐然大物的墜落將不會(huì)對(duì)地面上的任何人產(chǎn)生任何威脅。不過要是那時(shí)候你正好坐著船游蕩在南太平洋水域的話,要小心了。抬頭看一看天上吧,空間站墜落的樣子一定非常壯觀。
希爾曼說:“如果你真的有幸目睹墜毀過程,那將是非常壯觀的,不過你需要借助一點(diǎn)運(yùn)氣,因?yàn)槲覀儾豢赡芊浅>_的預(yù)報(bào)出殘骸最終墜落的具體地點(diǎn)和時(shí)間。”
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