人类发射的航天器，工作寿命结束以后的命运如何？是成为太空垃圾吗？ 第1页

当寿命结束时，不只有成为太空垃圾一个归宿。

去往月球、火星或太阳系其他地方的深空探测器，在燃料或供电中断之后，或永远的飘在原来的轨道上，或撞击到某一个临近天体上，或就地停留在她们结束工作的地方，或在太空中永远流浪。当她们从地球上启程时，科学家们寄希望于她们能够走入一片新的领域，为我们认识太空和行星带来前所未有的发现。而她们也大都没有辜负大家的希望，在超期服役并耗尽自己最后一点力气后，停在了路的尽头。

归宿1：回归地球

例如，昨晚刚回归地球的天宫二号。

她原来所在的是高度约为370公里的近圆轨道，属于低地球轨道（LEO）范畴。

在这里工作的航天器，仍然能够受到高层稀薄大气的阻力作用。对于LEO轨道上重量、体积比较小的人造卫星来说，如果工作寿命到达后放任不管，虽然会成为太空垃圾，对未来的航天飞行制造一定麻烦，但它们终究会在大气阻力的作用下自然坠落，并在大气中燃烧殆尽，不会对地面的人员设施产生“高空抛物”式的威胁。

然而，对于载人飞船、空间实验室甚至是空间站这种大型航天器来说，与大气层的相互作用虽然会让她们支离破碎，但产生的大块碎片仍然具有较大的安全隐患。为了将可能的危险降到最低，各国的航天机构都选中了位于南太平洋的一块区域，作为近地轨道运行的大型航天器的归宿之地。

• 当一艘船沉入海底

这片区域位于新西兰以东，是世界上距离大陆和人口稠密地区非常遥远的一个区域。不可到达的海洋极点——尼莫点，就位于这个区域附近。这个点是海洋上与大陆距离最远的一个点。这里不但已经远离了人口稠密的地区，连飞机和轮船都很少经过。因此，从天而降的航天器在此砸到小朋友或花花草草的风险最小，这些劳苦功高的航天器们可以在此安然投入地球母亲的怀抱。在寿命即将结束时，技术人员会利用航天器自身的动力主动离开原轨道，进入一条落点位于这个区域的再入弹道中。

据不完全统计，有一百多艘航天器在这个被称为“航天器坟场”的区域中长眠。在她们之中，数量最大的是苏联/俄罗斯为空间站提供补给的“进步”号飞船。这些飞船自上世纪七十年代，就开始服务苏联的“礼炮”系列空间站。直到现在，她们仍然是正在运行的国际空间站的“快递小哥”之一。除了“进步”号外，近年来新研制的欧空局ATV飞船、日本HTV飞船，在完成上行运输任务后，也会携带者空间站抛弃的废物坠落于此。

沉寂于此的最大的航天器，是苏联/俄罗斯的“和平”号空间站。2001年3月15日，这艘接待过俄美两国航天器和世界各国宇航员的空间站受控离轨，再入大气层。总重达143吨的空间站在距离地面约95公里的地方开始解体，最终有六块总重约20-25吨的残骸坠入大海。

当天宫二号最终沉入海底时，应该不会感到寂寞，因为她的老朋友——天舟一号，早已经在这等她。在阳光无法到达的海底，温度虽有点低但却相对恒定。这些在太空中极寒极热和强辐射环境中漂泊已久的游子们，在这里也许能找到回家的感觉，好好的睡上一觉。

归宿2：撞向临近星球

• 冲向土星，卡西尼号的生命绝唱

在太空中工作的航天器，仍需要燃料来驱动发动机，维持自身的轨道和姿态。而一旦燃料耗尽，航天器既无法控制自己往哪飞、又无法控制自己的科学仪器与天线朝向哪个方向，无法维系正常的工作。

2017年，当对土星及其卫星实施探测的卡西尼号燃料即将耗尽之时，科学家和技术人员们决定利用最后的一点燃料，控制卡西尼号撞向土星。

在远离地球的深空之中，太空垃圾的问题还未出现，而卡西尼号之所以要用这种壮丽的方式结束，是为了保护土星的两颗卫星——泰坦、恩赛勒达斯。

通过以往的探测与研究，科学家们认为这两颗卫星与土星本身的环境非常不同，其上可能存在着适宜生物存在的环境。在无法控制轨道的情况下，卡西尼号有可能撞向这两颗卫星的表面。小小的卡西尼号当然不可能击毁巨大的天体，然而她身上有可能携带的地球微生物，却会对尚未充分探测的这两颗卫星带来潜在的污染风险。虽然这个局面出现的可能性很小，但为了最大程度的避免无可挽回的后果出现，NASA还是决定以撞向土星的壮丽的方式，结束卡西尼号的工作。

即便在生命的最后时刻，卡西尼上的12台科学仪器中有8台仍在正常工作，为科学家们传回她最后一段轨迹上关于土星大气、磁场的宝贵数据，帮科学家们又看到了一片新的世界。2017年9月15日，协调世界时11时55分46秒，位于澳大利亚的深空天线收到了卡西尼号发来的最后的电波。

归宿3：就地停留

火星没有救援，埋在火星风暴中的“机遇号”

而对于“机遇号"这样的火星车来说，工作的结束似乎来得有点突然。这艘设计寿命仅为90火星天的火星车，在火星上足足工作了五千多个火星天。当人们对她发回的壮美照片和科学数据已经习以为常时，2018年6月的一场火星风暴改变了机遇号的命运。遮天蔽日的火星沙尘阻挡了阳光，使机遇号的太阳能电池板无法产生足够的电能。即便风暴结束，落在电池板上的灰尘也阻碍了正常的供电。科学家们本来寄希望于当年11月至次年1月的和风能够吹走这些沙尘，但通过深空天线向机遇号发送的信息却始终得不到回应。

今年2月12日，NASA结束了联系机遇号的尝试。在发动给机遇号的最后一道电波中，地面的控制人员为机遇号播放了一手名叫“未来再会”（I‘ll be seeing you）的歌曲。

归宿4：流浪太空

在上世纪70年代，美国相继发射了先驱者10号、先驱者11号、旅行者1号、旅行者2号四艘探测器。这四艘飞船在完成各自对于太阳系外行星的探索任务之后，都继续飞向了更遥远的地方。除了传回科学数据外，这四艘探测器还有一项共同的终身任务：向地外文明传递来自地球的讯息。

在太阳光暗弱的外太阳系飞行，依靠太阳能电池板供电显然不是一个好主意。这四艘远行的探测器上，电能的来源都是从同位素衰变过程中提取能量的RTG电池。然而，随着时间的推移，RTG中的同位素燃料将逐渐消耗，电池能够提供的供电功率也会越来越低。1995年和2005年，先驱者11号和10号先后因供电不足而终止与地球的通信，而旅行者1号和2号在穿过日球层顶后，估计也将在2020年左右耗尽电能，与地球中断联系。

但是，她们的任务不会就此终结，而是会一直向着繁星飞去。宇宙中发生的变化动辄以万年为单位计量，这几艘探测器到达最近接其他恒星的位置时，时间早已经过去了数万甚至数十万年。那些人类对于其他文明善意和友谊的信息，赋予了她们在星辰间永恒的生命。

• 也许，她们都去了同一个地方

无论航天器实体的归宿如何，也许她们都去了同一个地方，就是我们的心里。

从纯物质的视角看，航天器不过是人类创造的诸多工业品中的一个，而我们之所以愿意一遍又一遍讲起她们的故事，是因为她们身上体现着人类精神最光辉的一面。一大批才华出众又认真负责的人被有效的组织起来，克服重重困难，运用我们对客观世界的例行认识，用那些看似晦涩又严肃的公式、符号、图纸，实现着人类心中原始的冲动：我们想走向一片未知的世界。

作为精神符号，这些航天器的名字和故事将会留在一代又一代人的心中。也许某天，穿梭于近地轨道已是家常便饭，去往月球和太阳系的其他行星也不再困难。到那时，我们依然会提起神舟、嫦娥、玉兔、天舟、天宫这些先驱者，也依然会在夜空中找到蛇夫座和望远镜座时告诉孩子们，旅行者1号和2号正在那里，把我们的话讲给星星们听。

（作者注：航海和航空中以“她”（She）指代远航的轮船与飞机，本文按照这一惯例称呼所有航天器为“她”。）

作者：哈尔滨工业大学（深圳） 李会超 @李会超

出品：科普中国

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