国际空间站将于2031年坠毁,如果失控,最坏的情况会是什么?科学家给出答案


国际空间站将于2031年坠毁,如果失控,最坏的情况会是什么?科学家给出答案


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1998年11月20日 , 一个名为“曙光号”(Zarya)的功能货舱成功发射升空 , 这标志着国际空间站正式开始建造 , 在接下来的时间里 , 随着其他组件的陆续发射和对接 , 国际空间站逐渐被打造成了一个长约109米、宽约73米、重达400余吨的庞然大物 。

时至今日 , 虽然国际空间站仍然还在轨道上运行 , 但它却早已不再“年轻” , 很多基础设施和组件都出现了老化的迹象 , 因此它的退役已经在计划之中 , 实际上 , 根据NASA于2022年初宣布的消息 , 国际空间站将于2031年坠毁 。
所以我们就有了一系列的问题 , 国际空间站将以什么样的方式坠毁?它会掉在哪里?在坠毁过程中如果失控 , 最坏的情况会是什么?其实对于这些问题 , 科学家已经给出了答案 , 下面我们就来简单了解一下 。

按照预定计划 , 在国际空间站坠毁之前 , 一些新的模块会被分离出来 , 并留在轨道上 , 以便与未来的空间站重新组合 。
【国际空间站将于2031年坠毁,如果失控,最坏的情况会是什么?科学家给出答案】在此之后 , 国际空间站将使用机载推进器进行缓慢减速 , 使其运行轨道逐渐降低 , 接下来 , 地面上将发射一系列的航天器 , 它们将与国际空间站对接 , 并引导其向预定区域坠落 。 不出意外的话 , 国际空间站的残骸将掉在南太平洋中的“尼莫点”(Point Nemo)附近区域 。

“尼莫点”位于西经123°23.6′、南纬48°52.6′ , 是地球海洋中距离陆地最远的位置 , 与“尼莫点”距离最近的陆地 , 也在大约2700公里之外 , 因此这里经常会被当作航天器的坠落地点 。 那如果失控 , 最坏的情况会是什么呢?

上图为国际空间站的运行轨道 , 可以看到 , 由于地球的自转 , 国际空间站的轨道在地球表面的投影范围是很广的 , 可以说人类的大部分活动区域都包含在其中 , 因此最坏的情况就是 , 国际空间站的残骸在失控状态下坠毁在人口稠密的区域 。
看到这里 , 相信很多人都在想象这样一种场景:国际空间站会像一颗重达400余吨的陨石一样 , 以极高的速度砸在地面上并发生猛烈爆炸 , 进而给撞击区域的人类带来一场巨大的灾难 。 然而实际情况却并没有想象中的这样严重 , 这主要有以下3个原因 。
1、国际空间站是中空的 , 其结构的紧密程度根本无法与实心的陨石相比 , 这样就会导致它在坠入大气层之后就迅速解体 。

(模拟图)
2、国际空间站使用的材料大多都是轻质金属 , 这就会造成它的大部分质量会在大气层中烧蚀殆尽 , 只有少部分致密或耐高温的部件能够最终抵达地球表面 。

(还是模拟图)
3、国际空间站的轨道速度是第一宇宙速度 , 大概是每秒钟7.9公里 , 相比之下 , 陨石的速度基本上都是每秒钟十几公里 , 有的陨石的速度甚至可以达到每秒钟几十公里 。
在此基础上 , 再加上国际空间站是轻质中空结构 , 所以当它在大气层中穿行时 , 其受到的空气阻力就要比陨石大得多 , 进而造成其残骸的终端速度远低于陨石 , 只有每小时数百公里 。

(注:在大气层中下坠的物体会因为地球重力而不断加速 , 而物体的速度越快 , 其受到的空气阻力就越大 , 当作用于物体的空气阻力与地球重力相等时 , 物体就会一直以当前速度下坠 , 这个速度就被称为终端速度)
正是因为上述3个原因 , 科学家才认为尽管最坏的情况确实会对人类形成一定的威胁 , 但威胁程度并没有想象中的那么高 。
哈佛大学的天文学家乔纳森·麦克道威尔(Jonathan McDowell)专门从事研究近地轨道内和脱离近地轨道的物体 , 他给出的答案是:最坏的情况相当于一架飞机坠毁 , 并且还是在人口稠密的区域坠毁 , 这很糟糕 , 但并不会像陨石撞击地球那样严重 。

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