頭條揭密》國際太空站將啓動除役 陸天宮太空站2031獨霸軌道?

運行已達23年的國際太空站已出現疲態,NASA已爲它制定了除役計劃,預計2030年除役後在2031年返回大氣層墜落於南太平洋。(圖/NASA)

由5個國家與地區合作運行的國際太空站(ISS)已邁入在軌道上的第23個年頭,數年前美國太空總署(NASA)集合各國專家,開始爲漸趨老舊的國際太空站制定了退役計劃。目前新完成的計劃預定於2031年正式除役,並設定讓它脫離軌道墜入太平洋上一處距幾個大陸最爲遙遠、杳無人煙與航線的「尼莫點」(Point Nemo)上。而10年內若無新計劃的太空站升空,屆時中國天宮太空站將成爲唯一在軌的太空站。

國際太空站在軌道上的速度爲27600公里/小時,平均約93分鐘環繞地球一週,在軌道上運行的時間已超過8484天。圖爲國際太空站即時軌跡圖。(圖/歐洲航太中心)

衆所周知,國際太空站雖然可以維修更新,但一些基礎結構無法置換,例如太空站模組、桁架支柱與散熱裝置等等,上個月底NASA公佈《國際太空站過渡報告》說明它除役的相關規劃,預計讓太空站運行至2030年,在2031年正式除役。而太空站上有各個國家負責維護的模組,正在進行詳細評估,如果發現不可維修的結構缺損,可能會被迫提前進行太空站除役。如果狀況良好,也不排除將除役時間往後延期。

國際太空站從1998年首次飛行升空開始組建,經過50次太空飛行和組裝,總重量達420噸,內部有1200立方公尺的空間,由美、俄、加、日、歐等5個國家與組織共同營運。(圖/NASA)

根據國際太空站的除役計劃,在其脫離軌道過程中,雖然會有每個月大約2公里高度的軌道衰減,但是過程緩慢且變數過多,無法用這種方式讓太空站重返大氣層。而太空站本身沒有足夠動力進行可控制的變軌活動,因此必須藉助外力,NASA將會發射3具太空船與其連接,並運用太空船上的動力在適當的時機和位置按規劃路線返回大氣層。

至於國際太空站重返大氣後墜落的位置「尼莫點」,它位於南太平洋深處,正式名稱爲「海洋難抵極」(Oceanic Pole of Inaccessibility),是地球表面距離陸地最偏遠的地點,位於南太平洋中央南緯48°52.6’、西經123°23.6’之處的海面上。與最近的陸地點包括復活節島、皮特凱恩羣島和南極洲都是最遠點,距離約2400至2688公里,是南太平洋上遠離人類活動、船舶航線及主要洋流的位置,由於缺乏洋流帶來有機物,因此生物的蹤跡極爲稀少,可避免墜落殘骸的碎片造成危險。

尼莫點與最近的陸地上的人類距離都在2700公里以上,與尼莫點最接近的人類反而是軌道上國際太空站的太空人,只有400公里距離。圖爲從國際太空站俯覽南太平洋尼莫點。(圖/NASA)

「尼莫點」過去曾被稱爲「南太平洋無人區」,在科技發達後,也因成爲太空船與軌道裝置墜落最佳位置而有「太空船墓地」之稱。1971至2016年之間,有超過263艘太空船墜落此處,其中包括由前蘇聯與俄羅斯營運、極爲知名的和平號(Mir)太空站與6個聯盟號太空站,與中國的天宮1號、天宮2號太空實驗室以及天舟1號貨運飛船、日本與歐盟的載運太空船,都是任務結束後墜毀於此。

尼莫點在南太平洋上距陸地2700公里以上的無人區,是地球表面距離陸地最偏遠的地點,位於南太平洋中央南緯48°52.6’、西經123°23.6’之處的海面上。(圖/Wikipedia)

上一次大型太空站重返大氣層是俄羅斯的和平號太空站,它自1986年開始建造,到1996年的10年間不斷擴建,因過於老舊且缺乏經費維護而決定除役,最終於2001年3月23日墜入大氣層,殘骸落入尼莫點海域。和平號除役前,其相關研究任務則由1998年升空的國際太空站所取代,俄羅斯也是參與其中的成員國。

天宮太空站於2022年建成後,將可能有多達17國太空人陸續登上天宮進行科學研究。圖爲天宮太空站2022年完成後的想像圖。(圖/推特@usadralansari)

過去國際太空站建造過程中,參與國家包括美國、俄羅斯、日本、加拿大與歐盟,中國原有意參與此計劃,但美國表示反對,加上當時中國的資金與技術仍不足,因此始終未提出正式的申請。中國未參與這座有史以來最大規模的太空站,其實是相當遺憾的,不過中國仍自立自強發展太空科技,在這座總重420公噸、經過50趟太空運載與組裝而成的太空站除役後,若西方國家未在2030年前建造新的大型太空站,目前在軌道上的中國天宮太空站將成爲唯一的太空站。而在許多需要長期或是特定事件觀測工作上,就可能要動用到天宮太空站,尤其在目前美中關係高度緊張,科技推動地緣政治往太空發展,天宮太空站將成爲中國迎戰美國戰略競爭的重要工具。