國際空間站面臨退役危機(jī)，SpaceX將主導(dǎo)其“太空葬禮”

近期，國際空間站的泄露問題愈發(fā)嚴(yán)重，盡管宇航員們持續(xù)進(jìn)行修補(bǔ)，但情況依然嚴(yán)峻。據(jù)美國“太空”網(wǎng)站報(bào)道，這一問題已持續(xù)五年，美俄雙方對于泄露的嚴(yán)重性存在分歧。俄羅斯方面認(rèn)為不存在災(zāi)難性解體的風(fēng)險(xiǎn)，而美國則要求停靠在國際空間站的載人“龍”飛船增加臨時(shí)座椅，以備緊急撤離之需。

始建于1998年的國際空間站，是16個(gè)國家聯(lián)合參與的合作項(xiàng)目，原設(shè)計(jì)使用年限為15年，即至2013年。然而，如今它已超期服役，且有588個(gè)零部件處于這種狀態(tài)。俄羅斯計(jì)劃最早于2028年離開國際空間站，其他合作伙伴則計(jì)劃在2030年撤離。無論如何，國際空間站將于2030年退役的事實(shí)已不可避免。

NASA已決定國際空間站的退役方式，并選擇了SpaceX作為執(zhí)行這一任務(wù)的公司，合同價(jià)值高達(dá)8.43億美元。SpaceX將建造并發(fā)射離軌飛行器（Deorbit Vehicle，DV），將國際空間站送入大氣層燒毀。NASA和SpaceX已迫不及待公布了離軌飛行器的一些細(xì)節(jié)和渲染圖。

這款離軌飛行器被稱為“出軌龍”，將配備46個(gè)“天龍座”推進(jìn)器，其中16個(gè)用于姿態(tài)控制，30個(gè)用于降低空間站軌道。與標(biāo)準(zhǔn)型貨運(yùn)“龍”飛船相比，“出軌龍”的推進(jìn)劑是其6倍，發(fā)電能力是其3到4倍，主干段長一倍，主要用于容納發(fā)動機(jī)、推進(jìn)劑箱、發(fā)電系統(tǒng)和其他系統(tǒng)。

“出軌龍”總重約30噸，容納了16噸推進(jìn)劑。根據(jù)齊奧爾科夫斯基火箭方程估算，推動國際空間站完成離軌約需22噸推進(jìn)劑。然而，通過流程優(yōu)化，16噸推進(jìn)劑足以滿足要求。離軌操作將分階段進(jìn)行，包括軌道自然衰減和多次點(diǎn)火，最終將國際空間站軌道降低到160千米，完成離軌燃燒。墜落地點(diǎn)可能位于南太平洋，墜落區(qū)域呈橢圓形，長軸約為2000千米。

發(fā)射“出軌龍”也是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。雖然“獵鷹重型”火箭理論上具備足夠運(yùn)載能力，但實(shí)際發(fā)射這么大規(guī)模的飛行器，還需對火箭進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。SpaceX能擊敗諾格贏得合同，關(guān)鍵在于其“龍”飛船技術(shù)成熟，魔改版的研發(fā)進(jìn)度可控、風(fēng)險(xiǎn)可控。

與此同時(shí)，中國天宮空間站也面臨退役問題。雖然其設(shè)計(jì)壽命為10年，但實(shí)際使用壽命可能更長。中國載人航天工程空間站系統(tǒng)總指揮曾表示，空間站的實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)壽命。天宮空間站同樣采用模塊化設(shè)計(jì)，通過維修和更換模塊化艙段，可延長使用壽命。

然而，天宮空間站退役時(shí)，也將面臨如何開發(fā)離軌飛行器和下一代空間站的問題。美國正在推動“阿耳忒彌斯”重返月球計(jì)劃，并建造月球門戶作為小型空間站。NASA還授出三份合同，支持三家公司分別建造下一代空間站，鼓勵市場化競爭。

然而，美國下一代空間站的商業(yè)化之路并不容易。雖然技術(shù)進(jìn)步使得建造飛船和火箭的技術(shù)更加普及，但空間站的商業(yè)化模式和路徑依然不清晰。波音、洛馬和SpaceX等公司對獨(dú)立建設(shè)空間站持謹(jǐn)慎態(tài)度，與商業(yè)化難以實(shí)現(xiàn)有關(guān)。SpaceX雖然未參與下一代空間站的建設(shè)，但將在其他方面發(fā)揮重要作用，如月球門戶的建造。

中國也需要考慮下一代空間站的商業(yè)化問題。民商隊(duì)參與下一代空間站的建造，有益于資金和技術(shù)的加速發(fā)展和流動，減輕國家負(fù)擔(dān)。雖然中國民商隊(duì)在技術(shù)上與美國民商隊(duì)存在差距，但正在飛速發(fā)展，且時(shí)間站在我們這一邊。未來，中國民商隊(duì)有可能成為推動經(jīng)濟(jì)的新質(zhì)生產(chǎn)力。