上月底,NASA宣布由SpaceX负责建造摧毁国际空间站的脱轨飞行器USDV,确保前者安全燃烧殆尽;现在SpaceX和NASA进一步透露细节,USDV将是特殊改装的龙飞船,携带推进剂量为标准龙飞船6倍,推力为标准龙飞船4倍。
总质量925,000磅的国际空间站(ISS)在轨运行24年,以每小时约27,300公里速度在太空移动,由于许多零件已磨损或废弃,难以再维持以往功能,因此决定2030年正式退役。
但想让国际空间站脱离轨道并非单纯踩刹车关火就好,太空轨道力学相当复杂,除了涉及牛顿三大运动定律,也需考量地球重力、太阳辐射等影响因素,且空间站绕着一个椭圆轨道,代表运行速度、高度会随位置变化,如果没有精心策划结局,国际空间站最终会不受控坠入低层大气,碎片可能撞击北纬51.6度~南纬51.6度内任何区域。
而现有太空船不具安全引导空间站技术,得建造新的脱轨飞行器来击落空间站,该飞行器需设计精确导航系统以控制飞行器速度与方向,确保在预定时间内使空间站再入大气,飞行器推进系统也需克服空间站运动速度,提供充足动能击落空间站。
6月下旬,NASA授给SpaceX价值高达8.43亿美元的合约,负责建造能把国际空间站安全打落大海的脱轨飞行器(USDV),过程需确保空间站以正确位置、方向重新进入大气层,所有残骸将在3,000℃ 温度的再入过程燃烧,不对地表造成任何伤损。
近日,NASA与SpaceX进一步发布USDV细节。
Join us at 2pm ET, Wednesday, July 17, when NASA and@SpaceXleaders will talk about SpaceX being chosen to develop and deliver the deorbit vehicle that will safely move the@Space_Stationout of orbit at the end of its operational life:https://t.co/pTOzYCxMe3pic.twitter.com/QavokuFauN
— NASA (@NASA)July 16, 2024
SpaceX表示,脱轨飞行器本质上是经过特殊改装的龙飞船,携带约35,000磅推进剂(普通龙飞船的6倍)为46个Draco发动机提供动力,其中16个用于姿态控制,30个用于空间站寿命结束时执行降低空间站轨道所需脱轨机动。
USDV的“后备箱”为现有龙飞船2倍长,且将具备发电功能,能存储比二代龙飞船多3~4倍的能量。
USDV建造完毕后将由NASA运营,预计在最后一批宇航员抵达空间站后不久发射,停靠空间站前端定期执行驶向修正,伴随国际空间站轨道高度逐渐下降,等空间站从400公里降到330公里,最后一批宇航员便会离开,而空间站生命最后一周,USDV进行最终燃烧,使空间站4天后受控脱轨再入大气层。
国际空间站再入燃烧时间预计落在2031年1月,届时太阳进入平静期,地球大气层膨胀程度达最低限度。
一些大型但相对脆弱的太阳能电池数组、天线、辐射板会率先断裂燃烧,其次,巨大的空间站模块桁架也将在坠落过程破裂,跟小型汽车差不多大的零件碎片预计散落在1,930公里长的狭窄区域内,一路溅落海洋。
(首图来源:SpaceX/Twitter)