近四分之一个世纪以来，国际空间站 (ISS) 作为人类在近地轨道上持久而受人爱戴的堡垒，持续接待着宇航员和科学实验。然而，尽管取得了成功，空间站的日子也屈指可数了。
未来几个月，NASA 将评估商业提案，以寻找能够“退役”国际空间站的飞行器——即将其安全地坠入地球大气层并烧毁。该机构表示，预计将为此项服务支付近 10 亿美元，以避免依赖多艘俄罗斯飞行器。残酷的结局计划在未来十年初进行，但已经证明对于航空航天工程和国际外交来说都是一个微妙的问题。
东北大学政治学家麦娅·克罗斯说，国际空间站是“国际和民用合作的关键象征”。“就民用合作而言，我认为许多人会将其描述为人类历史上规模最大的项目。”
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尽管国际空间站也得到了加拿大、日本和欧洲的支持，但它主要是美国和俄罗斯的创造，并且是两国在数十年动荡关系中为数不多的坚定合作领域之一。它的第一个模块——一个来自美国，另一个来自俄罗斯——于 1998 年底进入轨道。空间站的第一个乘员组——一名宇航员和两名宇航员——于 2000 年 11 月入住。国际空间站自此一直有人居住，并远远超过了最初 15 年的目标寿命。
但是没有什么可以永远持续下去。“虽然你不希望看到它消失，并且当它退役时会感到悲伤，但无限期地将其保持在轨道上确实不切实际，”商业空间技术公司总裁、NASA 航空航天安全咨询小组前成员乔治·尼尔德说，该小组是一个长期存在的委员会，曾敦促航天局制定一项明确的国际空间站报废战略，宜早不宜迟。
迫在眉睫的问题
该实验室的厄运来自其在近地轨道的位置，即地球大气层稀薄的上层。在那里，任何升空的东西都必须降落，被持续减速的大气粒子拉回我们的星球。
如果没有定期推进，近地轨道上的航天器会失去速度，也会失去高度，最终下沉到足够深的程度，在冲入我们星球的大气层时解体并烧毁。国际空间站的大部分轨道维持推进都来自稳定的俄罗斯进步号货运飞船的供应，这些飞船一旦与空间站对接，就会定期点燃发动机，以抵消空间站的持续下沉。
理论上，NASA 及其合作者可以将国际空间站提升到一个轨道，使其完全离开地球大气层。但是将如此大的质量提升到如此高的高度将极其昂贵。即使空间站被遗弃在这样的“墓地轨道”上，国际空间站仍然会构成危险：因为它太旧且笨重，最终的解体将不可避免，并将产生大量碎片，可能会损坏其他卫星。
“你不想把它留在轨道上，”哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家乔纳森·麦克道尔说，他也在监测轨道上的卫星。“把它想象成一座博物馆固然很好，但它会退化和解体。”尼尔德说，拆解国际空间站也是不可行的，因为它不是为拆卸而设计的——任何临时尝试这样做都将面临来自老化组件的严重风险，这些组件已经在太空的极端环境中暴露了二十多年。
如果空间站不能永远在轨道上运行，那么它必须在光辉中燃尽。这可能通过两种方式发生：要么是故意的、破坏性的下降到大气层中，要么是工程师所说的“不受控制的脱轨”，在这种情况下，国际空间站将随意坠落到地球表面。虽然后者可能很壮观，但毫无疑问是危险的。国际空间站比足球场还大，其轨道覆盖地球 90% 以上的人口。迄今为止，坠落的航天器碎片对人和财产的损害实际上是不存在的——但作为有史以来最大的脱轨物体，国际空间站很容易改变这种情况。
尼尔德说：“不受控制的再入大气层可能会严重影响地面人员，包括死亡、受伤和重大财产损失。“那将是不好的一天。”
下降之路
NASA 官员表示，将国际空间站带回地球最安全的方法是将其倾倒入南太平洋人烟稀少的广阔区域，以降低造成伤害的可能性。
这很棘手，因为空间站大约 1.5 小时的轨道环路使其每分钟飞越地球表面超过 250 英里直线距离，其地面轨迹随着地球的转动而不断变化。国际空间站在大气层中坠落的时间越长，其碎片场将沿该轨迹扩散得越广，从而增加了零星碎片在地球表面某处造成破坏的可能性。但空间站的坠落不应发生太快：如果国际空间站以过大的力道冲入大气层，增加的空气阻力可能会撕裂大型部件，例如其庞大的太阳能电池阵列或各个模块，然后这些部件将自行进行不受控制且不可预测的再入大气层。空间站不规则的几何形状加剧了这个问题，增加了在穿越大气层坠落期间保持空间站稳定方向的重要性。如果它在下降过程中翻滚，为脱轨提供动力的火箭将不再指向正确的方向，从而使国际空间站危险地偏离航线。
此外，地球的大气层是一个非常反复无常的野兽：它会随着太阳的 11 年活动周期而变薄和变厚，并随着从白天到夜晚以及再返回而变化。“当你[脱轨]像国际空间站这样的大型物体时，它非常非常依赖于大气密度的变化，”普渡大学航空航天工程师大卫·阿纳斯说。“基本上不可能在很长时间内预测到这一点。”
所有这些因素结合起来，使理想的过程大致如下：在数周或数月的自然轨道衰减缓慢降低国际空间站高度之后，在大约 250 英里（约 400 公里）的高度以上，连接到空间站的定制飞行器将开始脱轨燃烧。然后，空间站可以在遇到不稳定影响之前下降到大约地球表面一半的高度。在大约 125 英里（约 200 公里）的高度，任务控制人员将调整国际空间站的轨迹，调整火箭的燃烧以将空间站大致圆形的轨道重塑为椭圆形，其最接近地球的点或近地点可能在地球上方 90 英里（约 145 公里）处。这将有助于最大限度地减少空间站在下降的剩余时间内在大气层较低、密度较高的层中花费的时间。从 90 英里（约 145 公里）的近地点开始，任务控制中心将命令火箭最后一次点火，将空间站进一步推向下方，使其坠落在南太平洋上。
克罗斯说：“全世界都会关注，”这将使赌注变得极高。
全球事件
完成这项壮举需要什么？直到最近，NASA 官员还表示，几艘——也许是三艘——俄罗斯进步号飞船将共同努力使国际空间站脱轨。但由于难以协调各个脱轨器，该计划充其量只是暂定的。
尼尔德说：“即使一切进展顺利，这也将是一个挑战。“这确实需要建造、发射、连接多艘进步号飞船，并在很短的时间内完成它们的工作。”
而且，至少就美俄国际空间站伙伴关系而言，情况并不乐观。俄罗斯入侵乌克兰已使前者与美国的关系降至冷战以来的最低点，给国际空间站合作带来了压力。俄罗斯还暗示，它希望在 NASA 准备好之前退出国际空间站伙伴关系，并且没有保证在这种情况下它仍将提供进步号飞船用于受控脱轨。（NASA 没有立即对此报道发表评论。俄罗斯航天国家集团没有回应置评请求。）
与此同时，一系列由俄罗斯制造的硬件引起的令人不安的事件削弱了人们对该国航天能力的信心。2018 年，一艘与空间站对接的俄罗斯联盟号飞船被发现通过一个小孔泄漏空气，俄罗斯官员表示，这个小孔可能是人为故意钻孔破坏造成的。同年晚些时候，俄罗斯运送两名宇航员前往空间站的飞行在发射失败后安全中止。2021 年，一个原定于 2007 年发射的科学舱最终抵达，但自那时以来，它一直受到问题的困扰，包括一个点火错误的推进器，该推进器曾一度使空间站令人不安地翻滚。在过去一年中，国际空间站上的俄罗斯冷却系统出现了三次独立的泄漏，将有毒氨气排放到太空。8 月，该国近半个世纪以来的首次探月任务遭遇了令人羞辱的撞击月球。
尽管价格昂贵，但所有这一切都使美国脱轨飞行器对 NASA 及其服务的国家来说变得越来越可取。麦克道尔说：“如果我们口袋里有这个，那将大大降低俄罗斯的议价能力。”
但麦克道尔补充说，如果 NASA 想要一种基于当前全球航天舰队设计的单一脱轨飞行器，那么它没有太多选择。“当你刚开始考虑它时，那些看起来显而易见的东西——它们只是没有足够的动力在短时间内完成这次大型的最后燃烧，”麦克道尔说。他认为，最接近的现有技术是“阿耳忒弥斯”计划的欧洲服务舱，它为 NASA 的无人猎户座飞船去年秋天绕月球飞行的里程碑式旅行提供了动力，并计划在本十年晚些时候帮助人类登上月球表面。他说，其他一切要么太弱，要么太强，要么根本无法携带足够的燃料来完成这项任务——因此 NASA 征集商业提案以寻找新的、定制的脱轨飞行器。
无论 NASA 选择新的还是适用于该任务的现有飞行器，该决定都将产生超出美俄关系的涟漪，从而影响支撑国际空间站的许多其他国际关系。空间站的终结与其建造和维护一样，都是共同的责任，但 NASA 的公开文件中并未明确加拿大、日本、欧洲或俄罗斯航天机构是否已签署由美国主导、商业执行的计划。
这个大型项目的临近尾声也为一系列不同的国际对话铺平了道路，这些对话是关于未来在太空中的伙伴关系。NASA 已经通过“阿耳忒弥斯协定”与对月球探测感兴趣的国家建立双边伙伴关系，尽管俄罗斯不在其中。中国——长期以来一直被美国联邦法律禁止参与国际空间站——现在已成为太空强国，拥有自己的轨道实验室以及月球和火星机器人任务。国际空间站的消亡是否会导致美中缓和，这只能由人猜测。
政治学家克罗斯说，可以肯定的是，任何和所有未来的国际伙伴关系都不会复制国际空间站，国际空间站很可能仍然是一项独特的、闪耀的成就。“参与太空的国家格局开始看起来与俄罗斯和美国开始在国际空间站上合作时大不相同，”她说，并补充说，她希望这些伙伴关系在空间站戏剧性的终结之前能够得到很好的建立。
无论国际空间站何时最终返回地球，它的坠落都将是航天漫长而辉煌的历史中最苦乐参半的里程碑之一。“历史上没有多少次我们有机会进行这样的操作，”阿纳斯说。“当他们必须这样做的那一天，他们会非常非常紧张。”