上月底,NASA宣布由SpaceX負責建造摧毀國際空間站的脫軌飛行器USDV,確保前者安全燃燒殆盡;現在SpaceX和NASA進一步透露細節,USDV將是特殊改裝的龍飛船,攜帶推進劑量為標準龍飛船6倍,推力為標準龍飛船4倍。
總質量925,000磅的國際空間站(ISS)在軌運行24年,以每小時約27,300公里速度在太空移動,由於許多零件已磨損或廢棄,難以再維持以往功能,因此決定2030年正式退役。
但想讓國際空間站脫離軌道並非單純踩剎車關火就好,太空軌道力學相當複雜,除了涉及牛頓三大運動定律,也需考量地球重力、太陽輻射等影響因素,且空間站繞著一個橢圓軌道,代表運行速度、高度會隨位置變化,如果沒有精心策劃結局,國際空間站最終會不受控墜入低層大氣,碎片可能撞擊北緯51.6度~南緯51.6度內任何區域。
而現有太空船不具安全引導空間站技術,得建造新的脫軌飛行器來擊落空間站,該飛行器需設計精確導航系統以控制飛行器速度與方向,確保在預定時間內使空間站再入大氣,飛行器推進系統也需克服空間站運動速度,提供充足動能擊落空間站。
6月下旬,NASA授給SpaceX價值高達8.43億美元的合約,負責建造能把國際空間站安全打落大海的脫軌飛行器(USDV),過程需確保空間站以正確位置、方向重新進入大氣層,所有殘骸將在3,000℃ 溫度的再入過程燃燒,不對地表造成任何傷損。
近日,NASA與SpaceX進一步發布USDV細節。
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,脫軌飛行器本質上是經過特殊改裝的龍飛船,攜帶約35,000磅推進劑(普通龍飛船的6倍)為46個Draco發動機提供動力,其中16個用於姿態控制,30個用於空間站壽命結束時執行降低空間站軌道所需脫軌機動。
USDV的「後備箱」為現有龍飛船2倍長,且將具備發電功能,能存儲比二代龍飛船多3~4倍的能量。
USDV建造完畢後將由NASA運營,預計在最後一批宇航員抵達空間站後不久發射,停靠空間站前端定期執行駛向修正,伴隨國際空間站軌道高度逐漸下降,等空間站從400公里降到330公里,最後一批宇航員便會離開,而空間站生命最後一周,USDV進行最終燃燒,使空間站4天後受控脫軌再入大氣層。
國際空間站再入燃燒時間預計落在2031年1月,屆時太陽進入平靜期,地球大氣層膨脹程度達最低限度。
一些大型但相對脆弱的太陽能電池數組、天線、輻射板會率先斷裂燃燒,其次,巨大的空間站模塊桁架也將在墜落過程破裂,跟小型汽車差不多大的零件碎片預計散落在1,930公里長的狹窄區域內,一路濺落海洋。
(首圖來源:SpaceX/Twitter)