国际空间站退役将带来哪些新变化？

据中国航天报报道，俄罗斯国家航天集团与美国宇航局近日达成重要共识：国际空间站的工作寿命至少延长到2028年，最终有可能在2030年完成历史使命，以可控方式脱离轨道，坠入南太平洋预定海域。那么，国际空间站为何要退役？科研人员需要重点解决哪些离轨技术问题？中国将如何参与国际空间站退役后的布局？我们请中国科普作家协会会员雷淼来说一说。

国际空间站为何要退役

国际空间站为什么要退役？简单来说就是老了。国际空间站的预期寿命原本只有15年，但自1998年11月第一个组件曙光号功能货舱升空以来，它已经在太空中运行近27年，每时每刻都在经受着太空极端恶劣环境的考验。目前，国际空间站面临的主要问题有舱体疲劳、流星体与空间辐射的轰击、部件老化等。

太阳一出来，国际空间站的向阳面温度立刻飙升，最高能到120℃左右，在背阴面或者日落之后，温度可以低至零下160℃。地球上每过一天，空间站要看到16次日出日落。长期、高频、极端、不均匀的温度循环变化会导致金属舱体的热疲劳，降低舱体材料的强度和塑性（物体变形的能力）。

温度剧变、内外压强、日常运作等造成的舱体疲劳是可预见的“岁月沧桑”，还有很多太空意外事件，如国际空间站经常遭受流星体和空间辐射的突然袭击。事实上，国际空间站早就开始漏气了，并且越来越严重，更糟糕的是虽然发现了漏气位置，却至今未能找到具体原因，也没有根治方案。

总而言之，在太空中一切都衰老得很快，除了机械结构、电子设备等部件之外，通风系统、水循环系统等需要持续运转的设备都会迅速磨损老化。但空间站舱段内部的设备都是专门定制的，几十年过去，替换零件变得更加困难。这些都是国际空间站不得不退役的原因。

退役方案倾向于“整体海葬”

国际空间站1998年开建时，只有俄罗斯的曙光号和美国的团结号两个舱段，历经多年建设，扩展成一座近20个舱段、放得进一个足球场的巨物。这么一个庞然大物，该如何安排它的“后事”呢？

围绕地球飞行的航天器一般有两个归宿，一是“太空葬”，把它推到遥远的“坟场轨道”（即墓地轨道，位于地球同步轨道上方300千米处的空间区域，专门用于安置寿命终止的地球同步卫星）继续绕地球飞行上百年，那里比地球同步轨道还要高，可以避免与正常工作的航天器碰撞而产生太空碎片；二是“火葬+骨灰撒海”，控制它进入大气层，大多数小体量的航天器会在此过程中完全烧毁，对于烧不尽的，要力争让其坠入南太平洋的“尼莫点”，此处距离最近的大陆也有2700公里之遥，坠落此处可以避免伤及无辜。

“坟场轨道”的方案一定是不适合国际空间站的，因为它个头很大，别的废弃航天器很容易撞到它，产生大量碎片危及空间安全。所以，只能让它受控进入大气层，焚毁在南太平洋上空。

如何精准坠落到指定地点成了主要问题。很多人可能会说，国际空间站既然是像搭积木那样一块块建起来的，那也可以一块块拆解，逐个再入大气层焚毁。然而，空间站的许多组件最初是由运载火箭或航天飞机运上去的，本身并不具有推进和姿态调整能力，难以受控再入大气层。并且，由于空间站的各个舱段在长期在轨运行期间早已深度互联，现实中很难再做到模块化拆解，稍有失误，空间站就可能整体失控，各部件和主体结构随机飞散。

因此，目前航天界的主流意见倾向于让国际空间站整体一次性离轨再入大气层。这将是航天史上规模最大的受控离轨行动。按照初步方案，空间站的离轨操作将由俄罗斯轨道段及俄罗斯的进步号货运飞船执行，将来会将多艘进步号飞船改造为太空拖船，对接到空间站的各个舱段，每次一小步地精准降低空间站的高度，最后择机再入大气层。

探索太空一定需要空间站吗

国际空间站堪称世界上最昂贵的单品，到2010年即将竣工时，它的总费用已达1500亿美元。进入太空的代价如此高昂，曾经也有人质疑这种付出是否值得。事实上，空间技术和随之衍生的科技进步和商业应用大大改善了人们衣食住行的质量，为全球经济带来了巨大收益。

为航天业开发的一些物品和技术已为社会直接利用。比如，记忆海绵最初是为了缓解人体在火箭发射及返回舱着陆时所承担的巨大压力而设计的，如今出现在家用枕头产品的设计中；冻干食品是为了解决航天员在太空中的食品保鲜问题，现在进了大众的零食清单；一次性尿垫的发明是为了让航天员在太空行走时防止液体被吸入肺部，而今为儿童和老人的护理作出贡献。更重要的或许是太空旅行给编程、仿真软件和机器人技术带来的进步。

我国依靠中国空间站“天宫”，到2025年初已在轨实施200余项科学与应用项目，有望在血管化脑类器官芯片培养、软物质非平衡动力学、高温超导材料空间制备研究等方面取得重要突破。

总之，空间站就是一座太空实验室，可以开展地面上无法进行的科学研究和技术试验，也是人类目前实现长期太空驻留的唯一方式。同时，它也是促进世界交流与合作的一座标杆。

国际月球科研站开启多方合作

国际空间站退役之后，它身后的空缺如何填补呢？

对于美国和俄罗斯来说，国际空间站的退役意味着两国最负盛名的合作项目的终结。从这次达成的空间站退役计划草案来看，两国只是在商量如何“好聚好散”，画上一个完满的句号，并无再次合作的意向。

就目前可见的时间内，美国宇航局正在集中精力执行“重返月球”的阿尔忒弥斯计划。该计划的关键组成部分是一座围绕月球运行的“月球门户”空间站，致力于提供深空科学研究平台以及地月往来的通信和中转枢纽功能。美国的合作方包括欧洲、日本、加拿大与阿联酋，计划于2027年发射。

俄罗斯则在筹划自己的“俄罗斯轨道服务站”，这一空间站设计为更大的轨道倾角，以便覆盖俄罗斯全境和地球两极（国际空间站只能飞到南北纬各52°）。新空间站计划于2027年起陆续发射各舱段，2035年建成。

对于中国的航天事业来说，国际空间站的退役并没有什么影响。我国和国际空间站原本就没有合作关系，况且还有属于自己的空间站。我国在2016年提出了国际月球科研站的概念，2021年与俄罗斯联合发布《国际月球科研站路线图》，目标是在月球南极区域及月球轨道建立一个长期自主运行、远景有人参与的综合性科学实验设施，预期于2035年前完成基本型建设。截至今年4月，已有17个国家和国际组织、50多个国际科研机构加入国际月球科研站的合作。

原标题：《国际空间站退役将带来哪些新变化？》

栏目主编：施薇 文字编辑：卢晓川

来源：作者：中国航天报