在地球以外的恶劣环境中，航天器是宇航员和必死无疑之间唯一的屏障。因此，国际空间站（ISS）上多年来似乎无法修复的泄漏听起来像是一场噩梦。这也是现实，最近一份机构报告称之为“首要安全风险”。在几个月来关于波音“星际航线”飞船导致宇航员滞留但安全在太空的新闻头条以及 NASA 宣布与埃隆·马斯克的 SpaceX 公司签订合同以在本世纪 20 年代初摧毁国际空间站的消息传出之际，对泄漏的持续担忧再次提醒人们，在太空中支持长期居住人口是一项真正意义上非同寻常的挑战。
与此同时，空间站的泄漏是平凡的——对于我们这些既不是工程师也不是宇航员的人来说，可能令人震惊。“当你在空间站上时，就像你在这里的生活一样，”佐治亚理工学院的工程师、前 NASA 宇航员桑德拉·马格努斯说，她曾在 NASA 航空航天安全咨询小组（一个独立的监测安全问题的机构）任职。“你在日常生活中不会到处走动，并且想知道你是否会在过马路时被汽车撞到，对吧？那是你的生活——你只是过你的生活。”
令人不安的事实是，国际空间站每天都会泄漏一些空气——而且一直如此。“所有航天器都会泄漏，”科罗拉多大学博尔德分校的航空航天工程学教授大卫·克劳斯说。空间站只是最受瞩目的航天器，而且现在的泄漏比过去更多。
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南加州大学航天工程学兼职教授迈克尔·凯济里安说，泄漏确实更多了，但仍然不是那么多。目前的泄漏“比针孔大，也许是两个针孔，”他说。“你谈论的是相对较小的东西。” 公开分享的最坏泄漏率来自 4 月份，当时空间站每天损失 3.7 磅大气。（作为参考，在海平面延伸到大气层末端的地球表面任何给定平方英寸上方的所有空气平均重量略低于 15 磅。）
对于专家来说，NASA 和运行空间站的国际合作伙伴在追踪和修复泄漏方面遇到如此多的麻烦，甚至并不特别令人惊讶。“泄漏很难解决，”马格努斯说。“空间站很大；空气体积很大。因此，试图隔离一个非常小的泄漏或任何泄漏不多的东西，这很困难。” （由于大量的设备、货物和普通的东西 杂乱地堆放在空间站的走廊里，空间站船体的很大一部分也难以从内部进入。）
不要惊慌——但还没到时候
这些麻烦的泄漏最初于 2019 年 9 月被发现，并被追溯到俄罗斯“星辰”号服务舱的隧道中，该服务舱于 2000 年 7 月发射升空。该隧道将一个对接端口连接到模块的主要部分——以及空间站的其余部分。马格努斯将隧道描述为“后门廊”，主要用于存放计划在地球大气层中焚烧的垃圾。
多年来，宇航员在追踪空间站泄漏空气的具体位置方面取得了一些成功，甚至试图修补隧道。从理论上讲，航天器泄漏很容易从内部密封。“你所要做的就是用某种粘合剂将一些东西抵住泄漏处，它就会自动用力抵住泄漏处，”克劳斯说。“航天器内的压力有助于将密封件压在泄漏处。” 但这些修补工作只是减少了泄漏流量，而没有完全消除泄漏。
在宇航员和地面控制中心继续进行故障排除的同时，NASA 及其俄罗斯 counterparts Roscosmos 已决定在可能的情况下保持泄漏隧道舱门关闭。马格努斯说，这是一个基本的解决方案，但也是一个合理的解决方案，考虑到后门廊的相对重要性较低。克劳斯说，只要泄漏保持稳定，唯一真正的问题是宇航员可能需要更频繁或更大批量的空气输送，空气是货物运输飞行器向空间站供应的众多所谓消耗品（如食物和水）之一。
从长远来看，如果泄漏恶化，这种临时策略可以成为永久性的，而不会产生严重影响，所有三位专家都表示。失去对隧道远端端口的访问权限将是不方便的，需要更紧密地协调访问轨道实验室的机组人员和货运飞行器以及他们运送的物资。“他们将不得不在后勤社区中更加精打细算，并弄清楚如何补偿，”马格努斯在谈到这种情况时说。“这会是一场灾难吗？不会。这会更具挑战性吗？也许。”
即使是这种方法也存在自身的问题：根据 9 月份的报告，NASA 和俄罗斯航天局在泄漏严重到需要永久关闭舱门的阈值上存在分歧。
尽管如此，泄漏本身虽然远非理想，但基本上处于受控状态。“没有人应该惊慌，”马格努斯说。“这是一个严重的问题，他们正在认真对待它，这才是真正的底线。”
磨损
然而，泄漏也令人不断想起国际空间站在轨道上度过了多长时间。最老的舱段于 1998 年发射升空；从那时起，它们经历了许多压力因素。航天器来来往往，火箭将不断下沉的实验室推到地球上方更高的高度，材料因暴露于宇宙辐射而退化。而且，当空间站掠过地球的夜侧和昼侧时，太阳的热量每天来回 16 次，导致其组件每次都会膨胀和收缩。
迟早——希望是晚点——所有这些机械应力的代价将体现在比针孔泄漏更严重的事情上。“我们知道空间站不可能永远在那里，”凯济里安说。“对于旧房子来说，粉刷和更换故障部件要容易一些。” 在太空前哨站进行房屋维修既昂贵又麻烦，而且在某个时候，熵将胜出。
NASA 希望这种情况不会在本十年发生，并计划在 2030 年之前保持空间站的运行。（俄罗斯迄今为止仅承诺在 2028 年之前运行轨道实验室。）但泄漏挑战进一步突显了航空航天安全咨询小组多年来一直在提出的担忧：轨道实验室将在 安全摧毁之前失效——并且将不受控制地坠落穿过地球大气层，其碎片可能会对人员和建筑物造成严重破坏。今年早些时候，NASA 委托 SpaceX 开发一种飞行器以安全地使空间站在 2031 年脱轨，目标是在 2029 年发射。对于如此规模的项目来说，这是一个非常紧张的时间表，因此焦虑情绪持续存在。
第二个定时炸弹笼罩着该机构：无论空间站在何种状态下迎来其火热的厄运，它都将使美国失去任何可行的长期轨道栖息地。NASA 官员多年来一直在宣传这样一种想法，即各公司将接管近地轨道，通过发射和维护空间站来延续国际空间站 24 年的持续载人居住记录。
再次放弃轨道？
2020 年，该机构与总部位于得克萨斯州的 Axiom Space 公司签订合同，在空间站上建造第一个可居住的商业建造舱段，该公司希望在 2026 年发射，然后在空间站退役时脱离并自由飞行。2021 年，NASA 还向包括总部位于华盛顿州的蓝色起源公司（亚马逊的杰夫·贝索斯所有）和总部位于得克萨斯州的 Nanoracks 公司在内的公司提供资金，以开发更多的商业太空目的地。NASA 表示，Axiom 公司的舱段正在建设中，蓝色起源公司空间站的组件已经过测试，但进展仍然缓慢。大众科学 联系了每个空间站的公司代表，但他们没有提供有关其当前状态的更多详细信息。与此同时，据报道，Axiom 正面临严重的财务困境。
克劳斯说，这些拟议的商业空间站或许能够从国际空间站的泄漏问题中吸取教训。“一旦你将此识别为潜在的担忧，你就可以在未来的设计中更聪明地应对，”他说。“如果你足够聪明，你就不会犯两次同样的错误。它发生一次；你修复它，然后继续前进。”
但人们越来越担心，这些空间站将无法在国际空间站需要退役或变得不适宜居住之前投入使用，这将使美国只能进行短暂的地球轨道飞行。
对于 NASA 来说，这种前景与 2011 年航天飞机机队退役而没有现役替代品的情况非常相似。在随后的近十年里，该机构购买了俄罗斯航天器上的宇航员座位以到达国际空间站——这在经济意义上是一种昂贵的策略，但在美国航天工业失去知识和专业知识方面也是如此。
“你真的不想看到整个事情再次发生，”马格努斯说。“如果我们想成为一个探索太空的国家，那么我们需要以一种智能、具有成本效益和最大化的方式这样做。[一种] 断断续续的方法是次优的，而且是浪费的。”