国际空间站又出事了。大家对一个月前6月6日,俄罗斯“星辰号”服务舱再次发现漏气的事还有印象吧?这已经是是这个舱段近年来第三次漏气了。而比之前两次更麻烦的地方在于,这次出现了两个漏点。
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7月14日,美俄联合宣布,国际空间站拟于2030年年底前结束运营。国际空间站从1998年开始建造,最初设计寿命是15年,但后续屡次延长。在延长过程中,俄罗斯舱段的核心板块“星辰”号服务舱,2019年开始就持续存在漏气问题。
今年6月空气泄漏事件发生后,两名俄罗斯宇航员开展在轨维修行动,另外5名宇航员则进入“龙”飞船避险,在维修暂停之后才重返空间站。
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当时就有路透社指出,国际空间站发出避险命令相当罕见,通常只有在空间站遭遇太空碎片等情况之下才会发布。但到现在为止,国际空间站还没整整执行过紧急撤离。6月的这次避险,是距离紧急撤离最近的一次。
从6月漏气避险发生后,美俄双方对于空间站舱段漏气的原因和维修方案僵持不下,而经过一个月的拉扯之后,双方终于敲定了让国际空间站“退休”的时间。
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其实,国际空间站漏气也不是一回了,多数人都麻木了。第一反应都变成了:又漏了?那就补上呗,和上次一样!
可事情没有想象的这么简单,因为这次漏气的位置很关键,关键到能决定国际空间站的生死。这个俄罗斯“星辰号”舱段,凭啥这么重要?如果它彻底报废了,难道国际空间站就不能封掉这个舱继续运行下去?
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回答这个问题,首先就要回答“星辰号”服务舱,到底在国际空间站里是干什么的。
国际空间站,是一个由十几个舱段拼接起来的庞大组合体,每个舱段也都有各自的不同分工,有负责做实验的,也有负责储存的,还有负责对接飞船的。俄罗斯的“星辰号”服务舱,就是整个国际空间站里最核心,也最不可替代的舱段。
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“星辰号”里面有完整的生命保障系统,它是俄罗斯宇航员的太空之家,如果没有了星辰号服务舱,俄罗斯宇航员就没地方住了。另外俄罗斯的进步号货运飞船,也是通过“星辰号”对接口,来把燃料、食物和水等物资送到空间站里的。
但若仅如此,可能别国宇航员并不在意这一点。接下来,关键一点来了。国际空间站虽然在400公里外的太空空间,但这里依旧会有稀薄的大气,有大气就有阻力,国际空间站的轨道高度就会被这些阻力向下拉拽,轨道会慢慢下降。所以需要不定期地去抬升国际空间站的轨道。
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可不管是抬升轨道,还是主动避开太空碎片,都需要有燃料和发动机才能实施,在国际空间站里,干这个活的,就是“星辰号”服务舱。
所以,一旦星辰号服务舱出现大问题,整个国际空间站都会有失控风险。
根据目前的消息,这次漏气发生在“星辰号”服务舱和货运飞船对接口之间的转移通道里,这个通道是一个连接舱内外的重要节点。这个地方通常有宇航员在这里完成飞船对接、卸货、转移物资等操作。
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星辰号的漏气由来已久,最早可以追溯到2019年,但如果要说在星辰号和货运飞船对接口的通道上,则可以追溯到2020年。当时俄罗斯宇航员在这里发现了第一条裂缝,并用密封剂和补丁把已知裂缝全部覆盖。而一年之后的2021年,这里又发现了新的裂缝,之后年年缝缝补补,一直到现在这次,一次性发现两条裂缝。
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为哈这次出现了俩漏点?
主要是星辰号发射于1998年,2000年正式对接国际空间站,在太空中已经飞行了26年。它设计寿命15年,当前早已超过了自己的设计寿命。星辰号每90分钟绕地球一圈,在这一圈过程中,外壳会经历一次从-157度到121度的剧烈温差变化,金属在这种反复热胀冷缩之中,就会产生微小裂纹,从而发生“热疲劳”。
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同时,太空微粒的撞击,以及国际空间站每次变轨时候的应力变化,造成国际空间站的裂缝越修越多,甚至有了一种补丁上面叠加补丁的情况。这一切都是因为金属老化了。那些密封剂和补丁虽然能暂时堵上裂缝,但修补之后,区域的刚性发生了变化,周围原本没问题的金属部分,反而会因为应力的集中,而拉扯出新的裂纹。这就是为啥本次出现了两个漏点。
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可能有人会想:既然老是漏气,那干脆把这个舱段永久关闭、隔离起来,不就不影响其他舱段了吗?
这个思路本身没错。国际空间站确实有这样的设计:每个舱段之间都有舱门,如果某个舱段出现失压、火灾或有毒气体泄漏,可以关闭舱门把它隔离起来,其余部分继续运行。
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但“星辰号”不行。如果你关闭并永久停用“星辰号”,意味着:失去轨道维持能力,它的轨道会一天天降低,最终坠毁。失去变轨规避能力,当有太空碎片朝空间站飞过来时,没有人能操控空间站躲开。你只能眼睁睁看着它撞上来。俄罗斯的进步号货运飞船无法对接,燃料和物资补给会受影响,失去一个关键对接口。
其他舱段坏了,可以关门了事;但“星辰号”坏了,国际空间站就等于没了发动机。所以结论很明确:不能关也不敢关。只要国际空间站还想继续运行,“星辰号”就必须硬撑着。
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既然不能关,那有没有其他方式解决漏气问题?有。那就是继续修,修到修不动为止。 宇航员继续找裂缝、贴补丁、打密封胶。但随着金属疲劳加剧,裂缝会越来越多、越来越大,总有一天修的速度赶不上漏的速度。
那派新的服务舱上去替换?俄罗斯曾经计划发射一个“科学号”多功能实验舱来升级空间站,但“科学号”在2021年发射时还出现过推进器意外启动的事故,差点把空间站带翻。而且,即使发射一个新舱段,要完全替代“星辰号”的所有功能,尤其是轨道维持能力,需要大量改装和对接,成本极高,时间也来不及。
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那把轨道维持功能转移给其他舱段?美国舱段虽然有推进器,但推力远不如“星辰号”的强大发动机。要让美国舱段完全接管轨道维持,需要对空间站的结构和控制软件进行重大改动,而且美国舱段的推进剂储备也不够。理论上可行,但实际上非常复杂,需要数年时间和数十亿美元。
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如此看来,提前退役国际空间站,成为目前最现实的选择。与其冒着风险硬撑,不如按照计划在未来几年内让国际空间站可控地坠入南太平洋无人区。现在NASA和俄罗斯航天局嘴上虽说要撑到2030年,但心里都清楚:“星辰号”的漏气问题,很可能会成为提前退役的最后一根稻草。
旧船终将靠岸,但人类的太空探索,永远有人接过船桨,驶向更远的地方。中国空间站,将会是接下来人类的唯一选择。
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