NASA đã công bố kế hoạch để Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) chính thức ngừng hoạt động vào năm 2031. Sau hàng chục lần phóng kể từ năm 1998, trạm này đã lên và đi vào quỹ đạo, việc đưa nó xuống sẽ là một kỳ tích – rủi ro rất nghiêm trọng nếu điều đi sai.

Kế hoạch ngừng hoạt động của NASA sẽ lên đến đỉnh điểm là một cuộc lao thẳng vào giữa Thái Bình Dương – một địa điểm được gọi là Point Nemo , còn được gọi là “nghĩa địa tàu vũ trụ”, điểm xa nhất của tất cả các nền văn minh.

Đi tìm Điểm Nemo sẽ là điểm dừng cuối cùng trong một sứ mệnh phức tạp và gồm nhiều giai đoạn nhằm chuyển đổi hoạt động của ISS sang các trạm vũ trụ thương mại mới và đưa cấu trúc còn lại xuống Trái đất một cách an toàn.

Ban đầu được đưa vào hoạt động với tuổi thọ 15 năm, ISS vẫn tồn tại lâu hơn mọi kỳ vọng. Nó đã hoạt động được 21 năm và NASA đã tiến hành thêm một thập kỷ nữa, do đó tăng gấp đôi tổng thời gian dự kiến ​​trên quỹ đạo.

Mục đích của ISS

ISS đã tạo ra một bước nhảy vọt khổng lồ cho khoa học và sự hợp tác trên toàn nhân loại, liên quan đến năm cơ quan vũ trụ khác nhau (Mỹ, Nga, Châu Âu, Canada và Nhật Bản). Các mô-đun và các bộ phận của ISS đã được nhiều quốc gia khác nhau xây dựng dần dần, chỉ mới tiếp xúc lần đầu tiên trong không gian.

Cấu trúc tập đoàn hoành tráng hiện có chiều dài bằng một sân bóng đá và là vật thể nhân tạo lớn nhất trong không gian. Nó có thể nhìn thấy bằng mắt thường từ Trái đất trong khi nó hoàn thành 16 quỹ đạo hàng ngày, đi qua 400 km trên bề mặt Trái đất.

Nghiên cứu trong cái gọi là môi trường vi trọng lực của ISS đã mang lại những đột phá trong việc khám phá thuốc, phát triển vắc-xin và các phương pháp điều trị y tế trong thập kỷ qua. ISS cũng giúp giám sát các hệ sinh thái và thảm họa thiên nhiên của Trái đất trong thời gian thực. Nó được sử dụng để thử nghiệm các công nghệ tàu vũ trụ trong tương lai và nghiên cứu ảnh hưởng sức khỏe của các chuyến bay dài hạn đối với khả năng con người khám phá hệ mặt trời trong tương lai.

Mặc dù nghiên cứu trên tàu đang đạt được đà phát triển, NASA đã nhận thấy các dấu hiệu của cơ sở hạ tầng và các thành phần đang chậm lại. Đối với mọi quỹ đạo quanh Trái đất, ISS bị bức xạ mặt trời thiêu đốt ở một bên và đóng băng ở mặt kia. Các cực trị nhiệt này gây ra sự giãn nở và co lại theo chu kỳ làm mòn vật liệu. Bức xạ không gian đánh dấu lớp kính trong suốt trên các tế bào năng lượng mặt trời được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhà máy, và việc lắp vào và tháo dỡ hàng hóa lặp đi lặp lại gây ra sự suy thoái cấu trúc dần dần, điều này cuối cùng sẽ dẫn đến sự sụp đổ của nó.

Sự gia tăng của rác vũ trụ bay cũng gây ra nguy cơ hủy diệt ngoài kế hoạch và thảm khốc. Vào năm 2016, một đốm sơn bay đi đã làm vỡ cửa sổ và chỉ năm ngoái, phi hành đoàn ISS đã phải chờ sơ tán khi Nga tiêu diệt một vệ tinh đã chết bằng tên lửa, khiến hàng nghìn mảnh vỡ bay qua trạm với tốc độ 5km / giây. . Mặc dù vậy, NASA đánh giá rằng có “độ tin cậy cao” mà trạm sẽ nhìn thấy nó cho đến cuối năm 2030.

Hoạt động

Mặc dù NASA đã cam kết duy trì trạm cho đến năm 2030, các tổ chức đối tác của họ vẫn chưa chính thức ký kết, có nghĩa là quyết định cuối cùng về việc rời quỹ đạo sẽ phụ thuộc vào chính trị cũng như kỹ thuật.

Nếu sự xuống cấp hoặc hư hỏng ngoài kế hoạch xảy ra trước khi chính thức ngừng hoạt động, ISS rơi tự do sẽ gây ra những nguy hiểm nghiêm trọng. Trên thực tế, nó không phải là trạm vũ trụ đầu tiên rơi khỏi bầu trời . Năm 1979, trạm Skylab của NASA không được tiếp nhiên liệu kịp thời và rơi xuống ngoài tầm kiểm soát, để lại nhiều phần của trạm nằm rải rác trên khắp nước Úc. Trong khi không ai bị hại, điều này đã dẫn đến các cải cách và hướng dẫn “thiết kế cho sự sụp đổ”.

ISS đang quan sát Thái Bình Dương, nơi nó sẽ kết thúc chuỗi ngày của nó. NASA

Thiết kế cho sự sụp đổ là một nguyên tắc quan trọng đối với việc thiết kế vệ tinh và các cơ sở hạ tầng không gian quay quanh quỹ đạo khác. Các vật thể rơi tự do khỏi quỹ đạo phải tan rã thành những mảnh nhỏ để đảm bảo chúng không gây nguy hiểm cho người trên mặt đất.

ISS quá lớn để đáp ứng thiết kế cho nguyên lý sụp đổ, đó là lý do tại sao chúng ta cần các hoạt động đặc biệt để khử quỹ đạo. Các chuyên gia ước tính rằng nếu nó rơi xuống không kiểm soát được trong một khu vực đô thị, thì trường hợp xấu nhất có thể xảy ra ở quy mô của một “sự kiện 11/9” . Tuy nhiên, điều này rất khó xảy ra.

Trong hoạt động hủy quỹ đạo đã được lên kế hoạch, có kiểm soát cho ISS, các mô-đun mới được chế tạo trước tiên sẽ tách ra khỏi cấu trúc chính và ở trong quỹ đạo để cuối cùng tái hợp thành các bộ phận của các trạm vũ trụ trong tương lai. Sau đó, ISS sẽ được giảm tốc nhẹ nhàng bằng các động cơ đẩy trên boong, khiến độ cao quỹ đạo của nó giảm dần trong vài tháng.

Phần hạ lưu còn lại sẽ nhanh hơn nhưng được điều khiển bởi một loạt tàu vũ trụ được gửi đến để gắn và điều khiển cấu trúc khi nó bắt đầu lao xuống Trái đất. Tuy nhiên, khi nó quay trở lại bầu khí quyển, phần lớn cấu trúc sẽ bị đốt cháy đi, phần còn lại sẽ vẫn nằm trên quỹ đạo mục tiêu đến nơi an nghỉ dưới đáy biển sâu của nó.

Một trạm vũ trụ của Nga trước đây đã được đưa xuống an toàn theo cách tương tự , tuy nhiên, ISS lớn hơn xấp xỉ bốn lần, vì vậy một hoạt động trên quy mô này vẫn chưa được kiểm tra.

Kỷ nguyên mới

Trước khi hoàn toàn rời quỹ đạo vào năm 2031, ISS trước tiên sẽ trải qua một giai đoạn chuyển tiếp để duy trì các nghiên cứu khoa học quan trọng hiện đang được tiến hành và để hình thành nền tảng của các ngành công nghiệp mới trong không gian.

Jeff Bezos Blue Origin gần đây đã công bố kế hoạch thay thế ISS bằng trạm vũ trụ do tư nhân điều hành . Những người chơi chính khác bao gồm Northrop Grumman và Axiom Space (hợp tác với SpaceX), những người có hợp đồng bắt đầu xây dựng các mô-đun từ ISS hiện tại sớm nhất là vào năm 2024.

Ngoài ra còn có kế hoạch cho một trạm vũ trụ của Nga có khả năng bao gồm các mô-đun tách rời khỏi ISS hiện có. Trong khi đó, Trung Quốc đã phóng mô-đun đầu tiên của Trạm vũ trụ Tiangong độc lập của họ vào năm ngoái và có kế hoạch hoàn thành việc mở rộng nó trong những tháng tới.

Hiện tại, NASA và các cơ quan đối tác giám sát việc sử dụng cơ sở hạ tầng thuộc sở hữu chung của họ và được tư vấn về hoạt động do chuyên môn quản lý của họ. Tuy nhiên, thời thế đang thay đổi và NASA hiện đã mua ghế trên tàu vũ trụ do SpaceX sở hữu. Cuối cùng, NASA sẽ chỉ trở thành một khách hàng khác của các nhà khai thác thương mại.