在前段时间,大家都非常关注美国星链卫星大量坠落地球的事情,现在国际空间站也传来一个消息,意味着国际空间站坠落地球也进入倒计时了。这是怎么回事?当前在轨飞行的中国空间站会不会也面临星链卫星、国际空间站这样的问题呢?
大量星链卫星坠落地球
星链卫星在2019年才开始发射升空,理论上来说,星链卫星的设计寿命大约为5年,也就是预计飞行5年左右才会坠落地球,然而在2020年就开始有星链卫星坠落地球烧毁了,不过在2020年坠落地球的星链卫星只有2颗而已,还比较少。
不过,从2021年开始,坠落地球的星链卫星数量急剧上升,在2021年坠落地球的星链卫星达到78颗,2022年坠落地球的星链卫星数量也达到99颗、2023年坠落地球的星链卫星数量达到88颗,远比2020年的2颗多了很多。
这还只是个开始,万万没想到的是,在2024年,坠落地球星链卫星大幅度增加了,有316颗星链卫星掉下来,也就是比前面4年时间坠落地球的星链卫星总和还多。在进入2025年后,星链卫星坠落地球的情况也没有减少,今年1月就有超过120颗星链卫星掉下来。
这也没办法,因为这些星链卫星的飞行高度比较低,而在近地轨道虽然已经是进入外太空了,但近地轨道并不是理想状态下的“真空”,实际上还是有稀薄的空气的,所以存在空气阻力。在正常情况下,这些星链卫星可以飞行5年左右,但是有一部分星链卫星却快速坠落地球了,罪魁祸首是太阳活动。
虽然地球与太阳的平均距离达到1.5亿公里左右,看起来非常遥远,但是如果没有太阳的照耀,地球世间万物其实就不复存在。而太阳也不是一直都那么“温柔”,脾气也很暴躁,有时候会爆发剧烈的活动,不过太阳活动具有一定的周期性。
太阳活动的周期大约为11年,当一个活动周期开始时,太阳还是比较“温柔”、稳定的,不会经常“发脾气”,不过渐渐地它就变得越来越“暴躁”,太阳活动越来越频繁,当达到太阳活动周期的中期时几乎达到高峰期,太阳活动很频繁。
当前太阳活动周期从2019年开始,所以2019年、2020年那时候太阳很少爆发活动,但从2021年开始到2024年,太阳活动越来越频繁了,在2024年达到了巅峰,经常爆发太阳耀斑等活动。而这些太阳活动的爆发会释放出比平常时更多的能量,这对地球的影响比较大,有时候地球会出现地磁暴现象。
对于我们人类来说,我们其实是没法直接感知太阳活动的爆发的,一方面是太阳和地球的距离实在是太远了,我们肉眼看不到太阳表面有什么变化,另一方面是地球有大气层、有磁场的保护,太阳爆发释放的能量没法直接影响到我们人类。
不过对于在近地轨道飞行的航天器来说影响就不能忽视了。因为在近地轨道依旧存在稀薄的空气,在太阳活动的影响下,地球大气层会吸收更多的热量,空气因为受热而向外太空膨胀。这样一来,近地轨道的空气就变得更浓密了,空气阻力自然就增加了。随着近地轨道空气密度变大,在近地轨道运行的航天器受到的空气阻力变大,它们的飞行速度会越来越慢。
这就是星链卫星大量坠落地球的原因。这些星链卫星之所以能够长时间在轨飞行,是因为它们的飞行速度接近地球第一宇宙速度,而在受到更大的空气阻力后,它们没法维持原本那个飞行速度,所以飞行高度会不断下降,最后直接坠落地球。
同样的,在近地轨道运行的中国空间站、国际空间站或者其他的卫星、探测器都一样不可避免受到空气阻力。在太阳活动的影响下,这些航天器都会出现不同程度的速度、高度衰减。只不过空间站受到的影响可以消除,因为空间站有货运飞船补给推进剂,所以空间站有足够的燃料来提升飞行速度,从而维持足够高的飞行轨道高度。这就是为什么空间站可以运行十年甚至更长时间的原因。
国际空间站也进入倒计时
星链卫星大量坠落地球这一件事情发生没多久,国际空间站也传来了一个消息,估计再过几年时间,国际空间站也会坠落地球了。不过国际空间站未来坠落地球的原因和星链卫星的不同,星链卫星大量坠落地球,很大程度上是太阳活动爆发导致的,而国际空间站即将坠落地球的原因是退役。
众所周知,国际空间站的第一个舱段在1998年就发射升空了,从第一个舱段开始计算的话,国际空间站已经在轨运行超过20年时间。一开始国际空间站原本计划在2015年就退役的,但是后来不断延迟退役时间,先是推迟到2024年,后来又继续延期运行。
之前,俄罗斯计划在2028年退出国际空间站项目,美国则希望国际空间站可以运行到2030年左右。现在美国和俄罗斯就国际空间站退役这一个问题进行了沟通,确定国际空间站至少运行到2028年,也有可能继续延期运行到2030年才退役。从时间来看,国际空间站的时间也就是仅剩下几年而已了。
这也是没办法的事情。毕竟国际空间站第一个舱段已经是20多年前的产物了,虽然后面发射的舱段年龄没有那么长,但是在轨运行期间,国际空间站经常出现各种各样的问题,包括泄漏的问题等。而这些问题虽然不是致命的,但是也算是潜在的威胁。再加上国际空间站运行成本很高,毕竟国际空间站重达400吨左右,最多情况下,有多达10几个宇航员同时在轨生活、工作。
虽然国际空间站和星链卫星都是坠落地球,但是两者的结局会完全不同。星链卫星比较小,一般在入大气层的过程中就会直接化为灰烬了,所以即使已经有几百颗星链卫星掉下来了,但是很少听到有星链卫星砸到地面的情况。因为再入大气层过程中,卫星会经受超过1000℃高温的灼烧,大部分零部件直接化为灰烬,只有少量残骸没法完全燃烧殆尽,一般也是掉入大海。
而重达400吨左右国际空间站的情况就复杂很多,整个国际空间站结构极其复杂,由多方负责的10余个舱段紧密耦合而成,如果将国际空间站的各个舱段分离单独坠落地球,每个舱段就不是很大了,对地面的威胁会降低。
然而,国际空间站并不是简简单单的拼接,各舱段间电力供应、生命保障、热控系统等深度互联,如果直接让各个舱段直接分开的话,会出现我们意想不到的情况,不排除可能会出现空间站舱段失控甚至引发灾难性事故的可能性。所以,让国际空间站各个舱段分离的方案很复杂,难度超乎想象。所以现在主流的意见就是倾向于让国际空间站整体一次性离轨。
如果重达400吨的国际空间站整体坠落地球,那个场面将会非常壮观。这将会是航天史上规模最大、技术难度最高的可控离轨行动。让国际空间站坠落地球其实不难,难的是如何安全坠落地球,让这一个庞然大物精准坠入远离航线和人类居住区的南太平洋“航天器坟场”。
为了解决这一个问题,未来需要将一些货运飞船改造成太空拖船,大量“太空拖船”对接到国际空间站各舱段,分批持续实施制动点火,还需要配合国际空间站的舱段推荐系统进行离轨,最后逐步精确地降低国际空间站轨道高度。
中国空间站怎么办
虽然大量星链卫星坠落地球,国际空间站也预计在几年后坠落地球,但大家不需要担心我们的空间站。因为我们有天舟货运飞船补给推进剂,让空间站能够长期在足够高的轨道运行,避免快速坠落地球。
而且,我们的空间站才建成没多久,距离退役还有很长时间,所以没有特殊情况的话,我们的空间站还能在轨运行十几年甚至更长时间。而当国际空间站退役后,未来相当长的一段时间内,我们的空间站将会是唯一在轨运行的空间站。
热门跟贴