今天至18日，國際空間站將經過南京上空，如一顆星辰般劃過天際。然而，這座已經運行了20多年的空間站也將迎來“退休”。前不久，美國國家航空航天局宣布國際空間站將繼續服役至2030年，然后于2031年1月墜落到太平洋一個名為“尼莫點”的無人居住海域。

“尼莫點”在哪？國際空間站和中國空間站有何不同？為什么要引導墜毀？“天宮”里都有哪些小秘密？《科技周刊》記者特邀江蘇航天領域專家進行解讀。

01

空間站：

制備新物質材料的“溫床”

1998年，國際空間站開始建造，2001年完工直到現在，它已經在距離地球400公里的軌道上運行了20多年。

國際空間站由美國國家航空航天局、歐洲航天局、俄羅斯聯邦航天局、加拿大航天局和日本宇宙航空研究開發機構等共同合作開發。在此后的20多年里，各種不同功能的模塊陸續被安裝到空間站上，逐漸組成今天長73米、寬109米、總質量達400多噸的龐然大物。

“國際空間站是一個大型空間實驗室，它涵蓋了物理科學、生物學與生物技術、技術開發與驗證、人體研究、地球與空間科學以及教育活動與推廣6大研究領域?！苯K省天文學會科技傳播專家、南京大學天文與空間科學學院副教授湯靖師總結道。

“對于科學家來說，太空可謂是理想的實驗場?！睖笌熣f，國際空間站是在微重力環境下長期研究物理現象的理想場所,可以研究微重力環境下各種物理和化學過程，制備在陸地條件下無法獲取或難以獲取的新物質與材料。同時，微重力環境下，細胞核組織生長方式與形狀可能與地面不同。這對于生物學研究生命科學基本問題和開發生物科學新產品有著重要幫助。

國際空間站在20年內取得了許多的科研成果。阿爾法磁譜儀是一個計劃安裝于國際空間站上的粒子物理試驗設備，由丁肇中教授構思設計，中國與法國、意大利共同建造。其目的在于探測宇宙中的奇異物質，包括暗物質及反物質。2011年5月16日，阿爾法磁譜儀隨“奮進”號航天飛機升空。目前，阿爾法磁譜儀已經收集了超過900億宇宙線事例。

在著名的雙胞胎實驗中，斯科特和他的雙胞胎哥哥馬克共同參與了該實驗計劃。斯科特·凱利在國際空間站上度過了創紀錄的340天8小時42分鐘。馬克·凱利留在了地球上。科學家們期望通過對比他們兩人的身體變化，能更進一步地了解太空生活對人體的影響。除此之外，還有空間DNA測序和空間蔬菜種植等重要成果。

在談及中國空間站和國際空間站的不同時，湯靖師表示，兩者在設計時的出發點就不一樣。“國際空間站是一個國際合作的產物，由美國、俄羅斯等國家共同建設和運營。而中國空間站則更符合我國自身的需求。這一點會體現在空間站的體量上和設備上?！?此外，國際空間站的核心艙曙光號已經有20年的歷史，中國空間站核心艙“天宮一號”在設備上會相對更加先進一些。

但空間站并不是越大就一定越好?！翱臻g站的運營和維護成本十分高昂，相對于共同運營、共擔風險的國際空間站，中國空間站更需要找到一個能夠維持長期運營的折中點?！?湯靖師說。

02

終點太平洋：

2031年國際空間站將被引導墜毀

其實按最初的設計，國際空間站本應于2015年退役，但之后服役期兩次延長，計劃延至2024年。然而，美國國家航空航天局近日宣布，它將繼續服役至2030年。由于體積龐大，不會在大氣中完全燃燒，國際空間站將于2031年1月墜落到太平洋一個名為“尼莫點”的無人居住海域。

所謂的“尼莫點”，又叫做“海洋難抵極”，這是科學家確定的地球表面距離所有大陸最遠的地方。人類很少會踏足這里，最近的大陸陸塊與當地也要相隔2600千米之遙。許多在大氣層中無法完全燃燒的航天飛行器碎片集中在這一區域墜落。據統計，自1971年以來，美國、俄羅斯、日本和其他國家已在這里沉沒了超過263塊太空殘骸。所以“尼莫點”又得到了一個綽號——“航天器的墓園”。

湯靖師介紹，來“尼莫點”的航天飛行器也只是少數?！耙话愣韵裥l星這類小型的飛行器在設計建造之初就會考慮到如何去棄置，無須回收的衛星會選擇耐熱性不是特別強的材料，保證其在大氣層墜落中完全燒毀，不留殘骸?！?/p>

就在本月初，美國太空探索技術公司的獵鷹9運載火箭從美國佛羅里達州的肯尼迪航天中心升空，搭載了49顆星鏈衛星。但由于遭到強烈的太陽耀斑活動而導致40顆衛星入軌失敗。40顆衛星墜落時全部于大氣層中燒毀，并無殘骸。

此外，美國國家航空航天局還詳細說明了國際空間站最后時刻的終結規劃。雖然國際空間站的服役壽命將在2031年1月結束，但相關工作可能會提前一年或更早時間就開始進行。在國際空間站脫軌前的最后幾天，一些航天器將被派往國際空間站，不配備人員，只是幫助將其推向地球。這一過程可以由三個俄羅斯“進步號”航天器和一個諾斯羅普·格魯曼“天鵝座”航天器共同完成。

03

“黃金十年”：

注入商業資本繼續深空探測

2月初，美國國家航空航天局發布的“國際空間站過渡報告”中，詳細說明了未來十年國際空間站瞄準實現向商業服務平穩過渡的運行目標、發展近地軌道商業經濟供需雙方采取的步驟以及過渡所需的技術步驟和預算。

“隨著美國商業載人和貨物運輸系統上線，國際空間站比以往任何時候都更加繁忙。”這份報告說，國際空間站正進入第三個、也將是最碩果累累的十年應用期，包括科學研究、商業價值開發和全球合作。在第三個“黃金十年”中，國際空間站的目標是驗證支持深空探索的探測技術與人類研究技術，繼續為人類帶來醫學和環境上的福祉，為近地軌道的商業前景奠定基礎。

目前，美國國家航空航天局已簽訂了一份將商業模塊與空間站對接的合同，將把國際空間站過渡為一個或多個近地軌道商業運營目的地（CLD）。美國工業界正開發這些CLD進行運營。對于商業資本加入國際空間站，湯靖師表示，將商業性質的一些模塊加入到國際空間站的運營中有它自己的優勢，一方面可以減輕國家運營和維護空間站的成本，另一方面商業的資本非常適合進行一些大膽的探索，進行“試錯”，為技術的發展提供幫助。

有人擔憂，中國空間站官方公布的使用壽命只有10年，而國際空間站的使用壽命已經達到了20年，是不是代表著我們的技術不行？其實這是一種誤解。

湯靖師介紹，現在所說的使用壽命10年并不代表中國空間站只能使用10年，不排除通過定期維護和更新設備會延長空間站使用時間。

湯靖師解釋，決定空間站壽命的因素有許多，除了空間站結構材料的壽命外，還要考量技術設備迭代和運營維護成本等等。“國際空間站的使用壽命已經達到了20年，但它也許還能用更久，只是出于運營和維護成本的壓力，或是考慮到設備的迭代更新等因素，將它的使用壽命定為30年，同時再規劃建設新的空間站。所以，決定空間站這樣的硬件到底能使用多少年，可以有許多不同的解讀?！?/p>

同理，中國空間站目前公布的使用壽命10年可能只是保守的預估，有較大的回轉余地。并且，中國空間站由我們自主運營，在空間站的使用規劃上更貼合我國的發展情況。也許當技術發展到維護、更新現有設施不再劃算時，我們可以期待嶄新的空間站進入太空。

鏈接：

如何在地球上觀測空間站

國際空間站和中國空間站都是在380公里到400公里的軌道高度每90分鐘環繞地球一周，航天員們每天可以看到16次日出和日落。由于體積龐大，軌道高度不高，所以在地球上的大多數地方都有機會親眼看見國際空間站和中國空間站。

近期，我國感興趣的公眾可使用“天文通”“簡單夜空”等微信小程序或專業APP查看自己所在地空間站過境的時間、方位角和亮度等信息，選擇其中高度適宜、亮度較高的過境機會來觀測?！疤煳耐ā蔽⑿判〕绦虿樵兘Y果顯示，2月16日至2月18日，國際空間站都經過南京上空。2月20日至2月24日，中國空間站都經過南京上空。

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