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为销毁国际空间站，亿美元打给马斯克：人类最大烟花秀，要来了
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08-17
【科技】
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摘要如果给你8亿美元，让你想办法销毁国际空间站，你会怎么办？用导弹打下来吗？马斯克刚刚接了这个活儿，拿了NASA的8.43亿美元预算，给国际空间站料理“后事”。但是这个销毁过程跟大家想象的不太一样，为了让这8亿美元花得值，SpaceX准备在2030年发射一艘非常特殊的飞船。它安装了46个发动机，只为了执行一个任务，让国际空间站变成人类有史以来最大的“太空烟花”。2030年国际空间站的“末日大片”烟花秀，整个过程分为三步，提前剧透一下：第一步，给国际空间站装上脱轨发动机，让国际空间站脱离现在的轨道。S
如果给你8亿美元，让你想办法销毁国际空间站，你会怎么办？用导弹打下来吗？马斯克刚刚接了这个活儿，拿了NASA的8.43亿美元预算，给国际空间站料理“后事”。
但是这个销毁过程跟大家想象的不太一样，为了让这8亿美元花得值，SpaceX准备在2030年发射一艘非常特殊的飞船。
它安装了46个发动机，只为了执行一个任务，让国际空间站变成人类有史以来最大的“太空烟花”。
2030年国际空间站的“末日大片”烟花秀，整个过程分为三步，提前剧透一下：
第一步，给国际空间站装上脱轨发动机，让国际空间站脱离现在的轨道。SpaceX的加强版龙飞船，就充当这个脱轨发动机。
国际空间站累计建造成本超过1500亿美元，每年光是维持轨道高度的燃料成本就要2.1亿美元，是人类有史以来最贵的太空项目。从1998年发射第一个舱段以来，国际空间站目前已经在太空运行了26年。
（国际空间站建造历程，动图）
截止今年7月，已经累计有281个人进入过国际空间站，包括那两个波音飞船的宇航员，还不知道能不能平安回地球。
花了这么多钱的空间站，为什么要销毁呢？不能回收或者二次利用吗？
国际空间站退役的原因有两个，一方面是技术原因，不少设备慢慢老化了，另一方面是政治原因，美俄航天开始分道扬镳了。其实国际空间站上面有很多东西都是新的，比如俄罗斯“科学号”服务舱，2021年才发射上去的，才用了几年，直接销毁实在可惜，但是太空中又不太好回收。
回收或二次利用都是不可行的，之前考虑过在轨拆解，或者把它推到几千公里外的更高轨道上去，但是费用过于高昂，而且可能产生更多太空垃圾。卖给私人航天企业也不可行，因为国际空间站属于很多个国家，不好变卖。
目前国际空间站在一个椭圆轨道上，最低平均高度370公里，最高460公里，平均时速28000公里，轨道倾角是51.6度。
（红色是中国空间站轨道倾角，蓝色是国际空间站轨道倾角）
之所以选择这个轨道，是因为它是俄罗斯从北纬46度的拜科努尔发射场，发射飞船能够直接到达的最低倾角，为销毁国际空间站，亿美元打给马斯克：人类最大烟花秀，要来了而且火箭残骸不会掉落到中国来。
如果国际空间站的轨道倾角再小一些，俄罗斯发射火箭的轨道就必须路过中国上空，火箭残骸就会掉到中国境内了。考虑到以后俄罗斯可能发射新的空间站，还要用这个轨道，那就必须让国际空间站腾出位置来，绝对不能让它变成太空垃圾。
第二步，脱轨发动机点火，让国际空间站下降到330公里高度。
这时最后一批宇航员撤离，然后国际空间站继续下降高度，直到坠入大气层。听起来简单，但是有个麻烦事儿，那就是国际空间站它太脆弱了，总共有个20多个舱段结构，像积木一样拼在一起的，在点火变轨的时候推力不能太大，一不小心就可能散架了。
一旦国际空间站解体，会产生成百上千个空间碎片，那就是灾难性的后果。这也是为什么不能直接用导弹打掉国际空间站，那会造成无数的太空碎片，对航天员威胁极大。
所以这个脱轨发动机，必须精心设计，既要推力足够大，能推动总重量达到420吨的国际空间站，推力又必须精准可控，不能太暴力，免得散架。
马斯克最近公布的设计方案，就是在货运龙飞船的基础上放大改进来的，首先飞船放大，长度翻了两倍，容纳的燃料翻了6倍，达到了近16吨，电池容量也翻了4倍，还增加了两个太阳能板。
其次配备了46个“天龙”（Draco）发动机，单台推力是400N，大约相当于40公斤，其中16个用来控制姿态；剩下30个用来减速，降低轨道。
（一圈小发动机）
这样就可以通过控制发动机点火的数量，来比较精确地控制总推力，保证国际空间站在减速的时候不会解体。从脱轨发动机点火到最后坠毁，整个过程将持续12到18个月，可以说是非常小心翼翼，慢工出细活。
第三步，就是坠入大气层了。
如果一切顺利、不出岔子的话，国际空间站将坠入南太平洋上空，落在一个长度2000公里、宽度100公里的狭长范围内。
（南太平洋尼莫点，距离最近的岛屿都有两千多公里，几乎没有人类活动）
这里是地球上“人味儿”最淡的地方，不仅几乎没有岛屿、没有居民，就连飞机和轮船的航线都不经过这儿，这样就可以避免坠落时的附带损伤。
但是前提是，不出岔子，可是这一点对美国航天局来说，已经越来越没有保证了。
美国第一个空间站“天空实验室”1979年销毁的时候，就没有坠入南太平洋，而是落到了澳大利亚帕斯地区，得亏澳大利亚地广人稀，没有砸到人。
（美国第一代空间站，天空实验室）
澳大利亚政府还曾经向美国提出了抗议，要求美方赔偿损失。但是直到30年后，美国一个民间组织实在过意不去，自信募捐赔了一点钱。而白宫官方至今没有管这事儿。
2021年，国际空间站有一块重达2.9吨的电池报废，NASA选择直接丢弃这块电池，让它自生自灭，自己慢慢坠入大气层。
（被废弃的电池扔向太空，托盘是日本制造的）
结果今年3月8日，这块电池刚好坠入了美国本土，虽然大气层摩擦燃烧之后电池只剩下几百公斤的残骸，但是其中一块碎片击中了佛罗里达州的一栋房子，把两层楼都打穿了，房主的儿子当时就在房间里，差点被砸死。
这事儿当时上了美国热搜，很多美国人质疑NASA的做法不负责任，NASA后来发了个声明说正在调查，然后到现在也没个结果。
那国际空间站420吨的重量，虽然坠入大气层摩擦最高可以产生3000度的高温，但是预计仍然会残留至少几十吨的碎片，最大的有小轿车那么大。如果坠落的地点没控制好，那后果可能要严重得多。
现在波音航天是已经不行了，压力全给到了马斯克头上，这8.43亿美元只是设计和建造脱轨飞船的费用，发射和对接的费用还要另算。
另外NASA在合同中还留了一手，考虑到未来的不确定性，虽然目前计划国际空间站2030年销毁，但是也可能继续延长寿命到2030年代中期，所以NASA要求SpaceX的脱轨飞船，造出来之后也要能在地面上“引而不发”，保存五年。
反正俄罗斯那边目前说，2028年就退出国际空间站不管了，之后NASA爱怎么折腾都行。这其实就是一个“无责声明”，万一国际空间站销毁的过程中真出了岔子，跟俄罗斯就没关系了。
这场人类史上最贵的“太空烟花秀”，还有很多变数，姑且拭目以待吧。
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