Cómo acabar con la Estación Espacial Internacional
Por Daniel Marín, el 12 marzo, 2022.

国际空间站将如何被摧毁
作者 Daniel Marín，2022 年 3 月 12 日

La Estación Espacial Internacional (ISS) se ha convertido en el centro de las polémicas relacionadas con la invasión de Ucrania. El jefe de Roscosmos, Dmitri Rogozin, ha hecho varias declaraciones más o menos amenazantes anunciando la intención de separar el segmento ruso de la ISS para «dejar caer» la estación. ¿Es esto posible? Como ya vimos en una entrada anterior, efectivamente, la ISS depende del segmento ruso —en concreto del módulo Zvezdá y las naves Progress— para elevar regularmente su órbita y para efectuar determinadas maniobras de cambio de orientación. El segmento estadounidense (USOS) —que incluye los módulos de la ESA (Columbus) y Japón (Kibo), así como el brazo robot canadiense Canadarm2— carece de sistemas de propulsión propia. No obstante, separar todo el segmento ruso de la ISS, aunque no es imposible físicamente, sería una pesadilla logística que requeriría múltiples paseos espaciales para cortar y desconectar una gran cantidad de cables exteriores, incluyendo los eléctricos, pues no olvidemos que el segmento ruso depende del USOS en cuanto a suministro de electricidad.
La ISS vista desde la Crew Dragon Endeavour en noviembre de 2021 (NASA).

国际空间站已成为与入侵乌克兰有关的争议中心。俄联邦航天局负责人德米特里·罗戈津已经发表了几项或多或少具有威胁性的声明，宣布打算将属于俄罗斯的模块与国际空间站分离以“放弃”空间站。这可能吗？正如我们在上一篇文章中看到的事实，国际空间站依靠俄罗斯的部分——特别是“曙光”号服务舱模块和进步号货运飞船——来定期提升其轨道高度并执行某些改变方向的机动。美国的部分——还有欧空局的“哥伦布”和日本的“希望”号实验舱，以及加拿大2号机械臂——都缺乏自身的推进系统。然而，将整个俄罗斯部分与国际空间站分开，虽然在物理上并非不可能，但这将是一场后勤噩梦，需要多次太空行走来切断和断开大量外部电缆，包括电力电缆，因为我们不要忘记俄罗斯部分的电力供应取决于美国舱段方面。



2021 年 11 月从 “龙”飞船上看到的国际空间站

En todo caso, es factible que Rusia pueda separar los módulos más nuevos (Nauka y Prichal, por ejemplo), pese a que la utilidad de esta medida para crear una estación propia, aunque esté habitada solamente durante cortos periodos de tiempo, es, como mínimo, bastante cuestionable. No olvidemos que los —grandiosos y ambiciosos— planes de Roscosmos pasan por construir la nueva estación ROSS, totalmente rusa, en órbita polar. Pero, ¿y si Rusia decide pegarse un tiro en el pie y abandona la ISS o, mejor dicho, se «niega» a elevar la órbita de la estación? En ese caso, todo depende de la actividad solar (cuanto mayor es esta, más se expanden las capas altas de la atmósfera y más rozamiento hay). Sin los motores del segmento ruso, la ISS permanecería en órbita uno o dos años aproximadamente antes de reentrar sin control (aunque habría que abandonar la estación anticipadamente por consideraciones de seguridad). Como su inclinación orbital es de 51,6º, esto significa que podría caer en cualquier lugar del planeta situado entre los 51,6º norte y los 51,6º sur, o sea, incluyendo las zonas más pobladas de la Tierra. Los estudios indican que hasta el 16% de la estación podría sobrevivir a la reentrada. Con una masa de unas 420 toneladas, es el objeto humano más grande jamás ensamblado en el espacio, así que el riesgo de que cause daños materiales o personales, aunque bajísimo, no es despreciable.
La superficie que sobrevuela la ISS y, en rojo, el territorio de Rusia sobre el que podría caer la estación (https://twitter.com/Rogozin/status/1502532549507231746?s=20).
El segmento ruso de la ISS con Nauka y Prichal acoplados (RKK Energía).
La Progress MS-15 se separa de la ISS en febrero de 2021. A la derecha se ve la Soyuz MS-17 acoplada (NASA).

虽然值得怀疑，但在任何情况下，俄罗斯将其较新的模块（例如“科学号”实验舱和“码头”号对接舱）。译注：均于2021年才发射）分离是可行的，尽管这一措施对创建他们自己的空间站是很有用的，即使它仅能在短时间内供人居住。我们不要忘记，俄联邦航天局宏伟而雄心勃勃的计划包括建造新的、在极地轨道上运行的空间站，它将完全属于俄罗斯。但是，如果俄罗斯决定放弃国际空间站，或者更确切地说简单的“拒绝”提高空间站的轨道高度，会发生什么？在那种情况下，一切都取决于太阳的活动程度（这个活跃度越激烈，地球大气层的上层膨胀得越高，摩擦力也越大）。如果没有俄罗斯舱段的发动机（提供推力），国际空间站将在轨道上停留一两年，然后失控再入（尽管出于安全考虑，空间站肯定要提前放弃）。由于它的轨道倾角为 51.6º，这意味着它可能落在地球上北纬 51.6º 和南纬 51.6º 之间的任何地方，亦即包括地球上人口最多的地区。研究表明，再入时将有高达 16% 的空间站残骸可以保存下来，总质量约420吨，
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国际空间站飞行轨迹对应的地球表面，以及空间站可能坠落入的区域



国际空间站的俄罗斯部分以及已对接的“科学号”实验舱和“码头”号对接舱(RKK Energy)



“进步-15”号货运飞船 于 2021 年 2 月与国际空间站分离。右侧是停靠的“联盟 -17”号载人飞船

Según cálculos de Jonathan McDowell, la ISS pasa el 70% de su órbita sobrevolando el océano, el 4,1% sobre China, el 3% sobre Australia, el 2,8% sobre Rusia —sin contar Crimea—, el 1,4% sobre Kazajistán, Canadá y Brasil y el 1,2% sobre los EE UU. Por tanto, si se deja caer a la ISS, los países que se podrían ver afectados con más probabilidad son China, Australia y Rusia. Curiosamente, si Rusia «abandonase» la ISS mañana, la estación reentraría sin control en 2024, más o menos, justo cuando vence el actual acuerdo de colaboración entre los socios del proyecto. Hasta hace unos meses todo el mundo esperaba que todos los socios aprobasen una prolongación de la vida útil hasta 2028 o 2030, pero, tras la invasión de Ucrania, ahora ya nada es seguro. Hay que señalar que, hasta el momento, solo hay planes provisionales para organizar una reentrada controlada. De hecho, el software para las operaciones de reentrada ni siquiera está listo. El problema de hacer reentrar la ISS es que es muy masiva, por lo que se debería emplear un sistema de propulsión muy potente para asegurarse que la desintegración en la atmósfera se produce en el Pacífico sur, sobre el «cementerio de naves espaciales», una zona eufemísticamente conocida como SPOUA (South Pacific Ocean Uninhabited Area), cerca del famoso Polo de Inaccesibilidad del Pacífico, más conocido como Punto Nemo.
Ejemplo de un encendido de frenado de una Progress acoplada al módulo Zvezdá para hacer bajar la órbita de la ISS (NASA).
La zona SPOUA del Pacífico Sur, la tumba de satélites (ESA).
Escenario de reentrada controlada de la ISS para diciembre de 2030 usando tres naves Progress. La ISS comienza a reducir su órbita en 2026 o 2028 dependiendo de la actividad solar (NASA OIG).

根据乔纳森·麦克道尔的计算，国际空间站70%的运行轨道在海洋上空，4.1%在中国上空，3%在澳大利亚上空，2.8%在俄罗斯（不包括克里米亚）上空，1.4%在哈萨克斯坦、加拿大和巴西上空，1.2%在美国上空。因此，如果国际空间站被放弃，最有可能受到影响的国家是中国、澳大利亚和俄罗斯。有趣的是，如果俄罗斯明天就“离开”国际空间站，该站将在 2024 年或前或后地再入大气层，而项目合作伙伴间目前达成的合作协议也刚好将在这个时间到期。直到几个月前，所有人都还期望着所有合作伙伴都会批准将空间站的使用寿命至少延长到 2028 年或 2030 年，但是，在入侵乌克兰之后，现在所有这一切都无法确定了。应该指出的是，到目前为止，组织空间站的受控再入只有一项临时性计划。实际上，再入的操作软件甚至还没有准备好。让国际空间站受控再入的问题在于它非常庞大，因此必须使用非常强大的推进系统来确保大气层内的解体能刚好发生在南太平洋的“航天器墓地”上，这是一个委婉的地区称呼为：南太平洋无人区，靠近著名的太平洋不可接近极，更为人所知的名字是尼莫点。
（译注：尼莫点：——以南太平洋的迪西岛、莫图努伊岛，马厄岛之间，半径约为2,688千米的圆形区域。1971年，前苏联为其废弃航天器寻找落点，发现尼莫点是绝佳的航天器残骸“坟场”。）



南太平洋的SPOUA地区，航天器坟场



与 “星辰”号 服务舱对接以降低国际空间站轨道高度的进步号飞船制动点火示例



计划于2030 年 12 月使用三艘进步号飞船控制国际空间站的再入方案演示。国际空间站根据太阳活动程度计划在 2026 年或 2028 年开始降低轨道高度

No obstante, como ya hemos indicado, los únicos motores disponibles son los de las naves Progress y los del módulo Zvezdá, que no son especialmente potentes. El motor principal de la Progress tiene un empuje de 300 kgf, mientras que los del Zvezá son de 315 kgf, pero el inconveniente principal es que los motores de las Progress solo permiten encendidos de hasta 900 segundos de duración (los del Zvezdá no tienen este límite al disponer de refrigeración mediante capa de combustible). Durante muchos años se barajó la opción de usar un módulo específico o algún vehículo de carga modificado, como el ATV europeo, para esta tarea, pero los planes actuales pasan por utilizar tres naves Progress, además del Zvezdá, un plan que, obviamente, únicamente se podría llevar a cabo con la colaboración de Rusia. En la estrategia de reentrada controlada se fija primero la fecha de desintegración y luego, dependiendo de la actividad solar, se comienza a bajar la órbita de la estación entre dos y cuatro años antes. En el último escenario estudiado por la NASA que prevé una reentrada controlada para diciembre de 2030, la órbita de la estación se reduciría progresivamente a partir de 2026 o 2028. A mediados de 2030 la ISS habría alcanzado una altitud de unos 330 kilómetros y debería ser abandonada por la tripulación. Las tres naves Progress se deberían lanzar entre junio y noviembre de 2030 para llevar a cabo maniobras de frenado. A finales de año la órbita habría descendido hasta los 270 kilómetros aproximadamente, la «altitud de no retorno». Por debajo de esta altitud —que, lógicamente, depende de la actividad solar— se considera que es imposible mantener la órbita de la ISS con los motores del Zvezdá. El encendido final, a cargo del Zvezdá, se encargaría de que la estación se destruyese sobre el Pacífico.
La Cygnus NG-15 siendo capturada por el brazo Canadarm2 de la ISS en febrero de 2021 (NASA).
Características de la Cygnus NG-17 (NASA).
Otra vista del plan de reentrada controlada de la ISS para diciembre de 2030 con 3 naves Progress (NASA).

然而，正如我们已经指出的那样，唯一可用的发动机来自进步号货运飞船和“曙光”号服务舱，它们并不是特别强大。进步号的主机推力为 300 kgf，而“曙光”号的推力为 315 kgf，但主要缺点是进步号的发动机仅允许点火时间持续 900 秒（“曙光”号的发动机没有这个限制），这是由于其发动机是通过其燃料进行冷却导致的限制。多年来，人们一直在考虑使用特定模块或一些改装货运飞船（例如欧洲的 ATV货运飞船）来完成这项任务，但目前制定的计划是除了“曙光”号之外，还需使用三艘进步号飞船，这一计划显然只有与俄罗斯合作才能进行。在受控再入的计划中，首先需要确定解体日期，然后根据太阳活动，空间站在2-4年前就要开始降低轨道高度。在美国宇航局研究的最新模拟规划中，预计从2030年12月开始受控再入，空间站的轨道将从2026或2028 年开始逐渐降低，到2030年中期，国际空间站的轨道高度将降至约330公里，此时将撤出所有乘员。三艘进步号飞船应在 2030 年 6月至2030年11月间发射，以进行制动演练。到年底，轨道高度将下降至约270公里，即“无法再恢复的高度”。低于这个高度——从逻辑上讲，取决于太阳活动程度——用“曙光”号服务舱的发动机维持国际空间站的轨道被认为将是不可能的。“曙光”号将最后点火以确保空间站在太平洋上空彻底解体。



“天鹅座-15 ”号货运飞船于 2021 年 2 月被国际空间站加拿大2号机械臂捕获



“天鹅座-17 ”号货运飞船的特征



拟定的国际空间站 2030 年 12 月受控再入计划的另一种方案，其中仍使用 3 艘进步号货运飞船

Pero, si Rusia decide no colaborar —lo que supondría una grave irresponsabilidad—, ¿qué opciones tienen el resto de socios de la ISS? De entrada, habría que completar el desarrollo de las nuevas naves de carga Cygnus capaces de cambiar la órbita de la estación (además, las Cygnus deberían ser lanzadas con Atlas V o Vulcan, pues el cohete Antares, construido en Ucrania y dotado de motores rusos, no estará disponible). Estas naves —y, quizás, la Starliner de Boeing y la Dragon de SpaceX (esta última mediante su capacidad de carga en el maletero)— servirían para mantener la ISS en órbita hasta que se decidiese qué hacer con ella. Quizá habría tiempo para construir un módulo específico como el ICM (Interim Control Module) de los 90, diseñado para sustituir al Zvezdá hasta que se lanzó (al final no fue necesario). O bien un módulo completamente diferente.
El módulo ICM acoplado al módulo Zaryá y Unity (NASA).
Propuesta de módulos PM (Propulsion Modules) de Boeing de 1999 para el segmento estadounidense de la ISS. Los dos módulos debían haber sido lanzados por el shuttle para acoplarse con el módulo Harmony con el fin de encargarse de elevar y bajar la órbita de la ISS (Boeing).

但是，如果俄罗斯决定拒绝合作——这将是非常不负责任的行为——那么其他国际空间站合作伙伴有什么选择呢？首先，应该完成能够改变空间站轨道高度的新天鹅座货船的开发（此外，天鹅座应该用阿特拉斯-5或火神运载火箭发射，因为目前用于发射它的金牛座Ⅱ号运载火箭是在乌克兰制造并配备的是俄罗斯引擎，它将不再可用）。这些飞船——或许还有波音的 "星际客船" 和 SpaceX 的 “龙”飞船（后者通过其后备箱中的货物容量）——将有助于将国际空间站维持在轨道上，直到最后决定如何处理它。也许有时间来构建一个特定的模块，比如（NASA）从上世纪90 年代就开始研究的用于取代“曙光”号服务舱的“临时控制舱(ICM)”或是其他完全不同的模块。



ICM 模块与曙光号功能舱和 团结号节点舱对接CG图



波音公司 1999 年为国际空间站的美国部分提出的推进控制模块(PM ) 方案。这两个模块本该由航天飞机发射以与和谐号节点舱对接，以便负责提升和降低国际空间站的轨道高度