“俄乌冲突”后,西方穷尽一切手段对俄罗斯进行制裁,当初不少人担心国际空间站难以幸免,如今果然应验。

俄罗斯联邦航天局局长德米特里·罗戈津在推特上警告称:美国对俄罗斯实施的制裁可能对太空产生严重影响,如果美国和西方国家不解除对俄制裁,俄方将考虑终止国际空间站项目合作。

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俄罗斯为何被惹毛?

3月24日拜登宣布:将对俄罗斯采取“毁灭性制裁”,包括他们的太空计划。拜登表示,将切断俄罗斯一半以上的高科技进口,这将打击他们继续实现军事现代化的能力,削弱他们的航天航空工业。

同一天,白宫发表声明称:美国及其盟友将在“俄罗斯全境范围内禁止敏感技术出口,主要针对俄罗斯的国防、航空和海洋部门,切断俄罗斯获得尖端技术的途径,涉及到的技术包括半导体、电信、加密安全、激光、传感器、导航、航空电子和海事技术。

其实早在拜登宣布制裁俄罗斯航天航空工业之前,美国就已经开始下手了。

3月22日,美国拒绝给俄罗斯宇航员尼古拉·丘布发放签证,造成该航天员无法前往美国,而按照惯例,俄美两国的宇航员在执行空间站飞行任务前都会前往对方的宇航员培训中心熟悉对方舱段的工作情况。美国此举十分危险,俄罗斯宇航员在不了解美国航空舱的情况下“带病上天”,将给空间站的运行维护造成很大漏洞。

俄罗斯的存在对空间站有多重要?

国际空间站始建于1998年,以美国和俄罗斯为主的16个国家共同建设,总投资超过1000亿美元,运行在距离地面约400公里的近地轨道,总质量高达420吨,最初设计的服役期限到2015年,此后两次延长,分别至2020年和2024年。美国以及欧洲、日本和加拿大等国际空间站合作方希望将空间站服役期限延长至2030年。

虽然参与的国家高达16个,但主要的核心部分则由美国和俄罗斯两家包揽,其他14个成员基本算是“打酱油”,负责给钱,顺便做点小工。

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根据分工,美国负责研制试验舱、离心机调节舱、居住舱、部分节点舱、气阀舱以及太阳能电池阵等,俄罗斯则是研制多功能货仓、服务舱、万向对接舱、生命宝藏舱以及研究舱等等。俄罗斯的舱段主要负责国际空间站的轨道控制以及姿态的调整,而美国舱段主要为国际空间站提供电力以及其他服务。

俄罗斯舱段占据了整个国际空间站四分之一,更为要命的是,国际空间站的命脉——动力系统刚好就在俄罗斯舱段上。

由于国际空间站受稀薄的大气摩擦影响,轨道每月会衰减约2000米,需要定期将其往上推,否则就会坠回地球大气层烧毁,这个任务主要依靠俄罗斯星辰号服务舱上的两个主发动机来进行,平均每年会对国际空间站进行11次轨道修正。

如果没有俄罗斯的参与,空间站在短期内将无法解决轨道衰减的问题,这将导致空间站最终坠入大气层,同时,在遭遇太空垃圾侵袭时,空间站无法及时变换轨道,将对宇航员和空间站硬件设备造成严重威胁。

所以,你现在知道了罗戈津为何敢说出这样的话:“如果你们阻止与我们合作,国际空间站不受控制地脱离轨道,坠入美国或欧洲?还有一个可能是这个400吨的建筑坠入印度或中国,你想用这样的前景威胁他们吗?”

失控的国际空间站会发生什么?

失控的国际空间站会像一颗重达400余吨的陨石一样,以极高的速度冲向地面,至于是否会造成极大的破坏,从目前的研究结果来看,似乎还不错。

哈佛大学的天文学家乔纳森·麦克道威尔专门从事研究近地轨道内和脱离近地轨道的物体,他认为国际空间站的坠落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,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。

乔纳森的判断基于以下三个理论:

  1. 国际空间站的中空结构根本无法与实心的陨石相比,会导致它在坠入大气层之后迅速解体。
  2. 国际空间站使用的材料大多都是轻质金属,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。
  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。

如此看来,如果美俄彻底撕破脸,不排除美国会放弃国际空间站的可能,反正也用不了几年了,没有就没有吧。

马斯克接得住俄罗斯的班吗?

这几年被“神化”的马斯克已经成为了美国的“救火队员”,哪里都少不了他凑热闹,这次也不例外,马斯克说:“我能替代俄罗斯的一切”。

目前,国际空间站的交通工具主要依赖于俄罗斯的“联盟号载人飞船”和“进步号货运飞船”,离开俄罗斯,国际空间站就成了孤岛。

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早年间,NASA为摆脱对俄罗斯联盟号的依赖,投入巨资扶持马斯克太空探索公司的龙飞船,取得了不错的效果,龙飞船在2020年和2021年将航天员送往了国际空间站。

龙飞船性能优越,既能运货也能载人,可以同时替代“联盟”和“进步”号的运输任务,可惜缺少一个关键功能,就是没有俄罗斯飞船“微调”国际空间站太空姿态的能力,人和货都能运,就是阻止不了空间站的坠落。

3月底,马斯克向媒体透露,公司将停止生产新的“龙飞船”,将把所有精力和资源放在“星际飞船”的研发上,这种飞船一旦成功,就可实现对空间站的“调姿”功能。

接下来还有一个问题:火箭发动机

美国的火箭可以完成发射飞船的任务,但是,火箭使用的发动机则是俄罗斯提供的RD-180,一旦停供,美国短期内难以研发出替代产品。

3月3日,罗戈津在媒体见面会上表示,不再向美国NASA提供RD-180发动机。

美国曾花费十几亿美元从俄罗斯手中购得122台,被用作了“宇宙神-5”运载火箭的一级发动机,剩下的22台RD-180最多挺到2025年,也就是说,2025年前,美国如果研制不出同类产品,那就上不了天。

甩掉俄罗斯舱段有哪些技术风险?

假设美国已经找到了替代俄罗斯的所有装备也并非高枕无忧,去掉俄罗斯舱段是个技术活,风险极大。

失去了俄罗斯舱段后,国际空间站剩余部分想要在太空中调整姿态,需要多艘飞船协同才能完成,对称性问题必须格外注意,如果推力不当很可能出现翻滚等严重情况。

想要彻底解决这个问题并非没有办法,可以依靠机械臂和航天员的出舱行走,重新调整空间站的布局结构,但这些办法都需要额外的时间和极大地增加运营成本。

美国《国会山》网站称,任何试图调整“没有俄罗斯航天员和俄罗斯舱段的国际空间站”都会产生额外的时间和费用问题。这个过程可能需要数月甚至数年以及数十亿美元的成本,更好的选择是提前让国际空间站退役。

俄罗斯甩包空间站是“打嘴炮”?

目前,俄罗斯航天局并未对此事做出正式表态,罗戈津的发言仅代表一家之言,并且也只是认为“西方对俄所施制裁可能会干扰俄罗斯航天器为国际空间站提供货运。”

3月2日,美国国家航空航天局局长比尔·纳尔逊、欧洲航天局局长约瑟夫·阿施巴赫尔做出回应,其中,纳尔逊写道:“美国继续支持国际政府空间合作,特别是那些跟俄罗斯、加拿大、欧洲和日本的国际空间站运营相关的活动。新的和现有的美国出口管制措施继续允许美国和俄罗斯之间的合作以确保国际空间站的持续安全运行。”

如果俄罗斯甩包空间站,双方都会损失巨大,8000万美金一台的RD-180发动机也是俄罗斯航天局的主要创收点,至少从目前来看,美俄在短期内都无法承受脱钩的代价。

国际空间站的结局是什么?

国际空间站老了,每年的维护费用都堪称天价,对于参与合作的各方来说,空间站形同鸡肋,可有可无,美国坚持延长空间站的退休年龄,无非是避免太空中只有“天宫”的身形,到时候,一切空间实验将会被迫停止。

事实上,美国和俄罗斯都在加紧研发自己的独立空间站,国际空间站的淘汰是注定的,只是早晚的问题。英国首相鲍里斯也在24日发表讲话时质疑国际空间站的未来:“我一直广泛支持继续进行艺术和科学合作,但在目前的情况下,很难看到这些情况还能继续正常下去。”

科学合作的风险就是这么现实,即便再好的朋友也有分手的时刻,这也是美俄两个大国开始专注于独立研发的主要因素。

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事实证明,科学有国界。回想起来,中国当年独立发展空间站是多么英明,虽然困难重重,但主动权始终掌握在自己手中,谁也不敢说三道四,在此,为中国的航天人点赞。