なぜ国際宇宙ステーションを太陽に衝突させないのでしょうか?

2030年に国際宇宙ステーション(ISS)が耐用年数を終えると、NASAは制御された方法でISSを降下させ、その残骸をポイント・ニモとして知られる太平洋の遠隔地(地球上のどの海岸でも最も孤立した場所)に落下させる予定だ。 しかし、ここ数日、インターネット上で疑問が生じました。なぜそれを利用して、太陽に直接向けて発射しないのでしょうか? 結局のところ、彼は永遠にそこで消えることになるのです。この考えは論理的だと思われます。しかし、物理学はまったく逆のことを言います。 実際、宇宙船を太陽に送ることは、火星に送ることよりもはるかに困難です。 NASAによると、私たちの星に到達するには、赤い惑星へのミッションの約55倍のエネルギーが必要です。 その理由は距離とはほとんど関係なく、速度と大きく関係しています。

地球について考えるとき、私たちは通常、地球が動かず、太陽が約 1 億 5,000 万キロメートル離れたところに一直線に私たちを待っていると想像します。 しかし、私たちの地球は一瞬たりとも静止していません。地球は太陽の周りを時速約 107,000 キロメートルで回転し、すべてのものはその「重力の傘」の下にあります。 国際宇宙ステーションを含む、それらはまさにその速度を共有しています。 ここには、軌道力学において想像するのが最も難しい概念の 1 つが現れています。太陽に向かって落下するには、ロケットをその方向に向けるだけでは十分ではありません。まず、地球が恒星の周りを移動する横方向の巨大な速度をほぼ完全に排除する必要があります。

高速道路を走っている車の窓から石を落とそうとするようなものです。垂直に放しても車の速度は維持されるため石は前に進み続けます。まったく同じことが地球(およびISS)でも起こります。 私たちの直観は、私たちが宇宙に送り込んだ物体を太陽が即座に引き寄せるはずだと教えてくれます。 理由は地球の周りに衛星を維持するのと同じです。物体が重力によって下方に引っ張られながら片側に十分な速さで移動する場合、2 つの動きが相殺され、その結果が軌道となります。

ISS を太陽に向かって「落下」させるには、まず時速 10 万キロを超える軌道速度を停止する必要があります。そしてそれには膨大な量の燃料が必要です。驚くべきことは、 エネルギーの観点から見ると、船を太陽に衝突させるよりも太陽系の外に船を送り出す方が簡単です。。まさにこの理由から、これまで太陽に最も近づいた探査機であるパー​​カー太陽探査機(距離は 600 万 km、私たちを隔てる距離の 20 分の 1 です)は、直接太陽に向かうことができませんでした。

これらすべての理由から、国際宇宙ステーションを退役させる時期が来たら、それを太陽に送ろうとするのは意味がありません。大気が残りの仕事をするためには、地球の周りの軌道速度をわずかに低下させるだけで十分です。 大気の摩擦によりステーションの速度は徐々に低下し、最終的には南太平洋上で制御された再突入が引き起こされます。 そこでは、激しい温暖化を生き延びた破片が、どの個体群からも遠く離れた場所に落ちます。