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小心被中国火箭残骸“砸中”?官方最新回应来打脸了!

【连网】中国载人航天工程办公室5月9日宣布,当天10时24分,长征五号B遥二运载火箭末级残骸已再入大气层,落区位于东经72.47°,北纬2.65°周边海域,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。该声明让西方媒体持续炒作近一周的“中国火箭残骸威胁论”灰溜溜地收场了。这场炒作中散布的那些谣言到底是怎么回事?

火箭残骸坠落究竟是怎么一回事?

中国运载火箭技术研究院总体设计部钱航介绍,运载火箭将卫星或飞船发射送入太空,正是一个自我牺牲的过程:肢体完成加速使命后一节节“爆炸”,有的进入更遥远的太空,有的坠入大海,有的坠落地面。火箭飞行过程中掉下来的部分就是我们说的“残骸”。

以我国载人航天所使用的神箭长征二号F(CZ-2F)运载火箭为例,在发射后三分半钟左右时间内,火箭的逃逸塔、助推器、一级火箭、整流罩等重要组成部分会相继程序分离,由于上升的高度不高,很快就坠落回地面了。我国三大传统发射场——酒泉、太原、西昌都位于内陆,每次发射后都需要回收这一批残骸。而在我国的新发射场——文昌发射场位于海南省,也就是在海边,我国新一代的大型中型火箭(CZ-5、CZ-5B、CZ-7)就在这里发射。每次发射完长五、长七火箭的残骸都直接掉到公海里,不会造成任何威胁,所以也就不用回收了。而且火箭残骸虽然都是无控抛落,但相关人员已经计算出落海区域,也会有相关人员监测任务海区。

美欧为何预测长征五号B残骸落点?

在长征五号B重返大气层之前,美军和欧盟等机构都已经提前展开监测并发布了落点预告。路透社称,美国太空司令部估计该火箭残骸重返大气层约在北京时间“9日10时11分的前后一小时”。欧盟空间监视与跟踪系统的预测是北京时间“10时32分前后139分钟”。中国载人航天工程办公室发布的火箭残骸再入预测时间为“10时12分前后15分钟”。显然,中国方面的预测最准。

空气动力学家、航天技术专家黄志澄表示,对火箭再入大气层的时间和落点进行估算,需要掌握航天器总体和测量控制、航天器轨道预测技术、再入大气层技术等。考虑到长五B火箭是中国发射的,中国掌握火箭的精确末级质量、几何尺寸以及发射入轨的精确参数,因此中国对于落点估算有着先天优势。

但美国军方及其他机构对长五B火箭残骸坠入大气层的时间和落点进行预测是否具有一定军事意义?黄志澄表示,虽然这次火箭残骸不是真实的导弹,但相关机构对它的飞行轨迹和再入大气层性能参数的预测,也可作为对预测真实导弹弹头再入大气层的演习。这种针对飞行器再入大气层参数的预测,对以后精确反导有很好的参考价值。

军事专家宋忠平也赞同“预测火箭残骸的时间和落点有一定军事意义”,对各国航天系统也是一种实战考验。不过宋忠平认为,火箭残骸和飞行末段的弹道导弹弹头有所区别,这类导弹弹头具备一定的机动变轨能力和抗打击能力;而火箭残骸已失去控制能力,相当于一个高速坠入地球的人造天体。

长征五号B火箭残骸“失控”了吗?

西方媒体此次重点炒作的话题之一就包括“失控的长征五号B火箭残骸在太空中翻滚”。但专家表示,“火箭残骸失控”本身就是个伪命题。通常运载火箭完成载荷运送任务后,在大气层外运行的火箭残骸由于本身已经失去动力,甚至可能结构都出现损坏,因此不管是飘浮在太空的哪国火箭残骸,都不存在“可控”的概念。

西方媒体习惯拿美国SpaceX公司的“猎鹰9”火箭第一级“可控回收”进行比较。但专家表示,这和我们说的长征五号B火箭残骸不是同一回事。因为“猎鹰9”火箭第一级的分离高度还不到80公里,根本没出大气层。至于进入太空的“猎鹰9”火箭第二级,SpaceX公司早在2018年就明确表示因为技术难度和成本问题,“彻底放弃再利用的想法”。按照这次西方媒体的标准,“猎鹰9”火箭第二级也是太空中的“失控火箭残骸”。

美国有线电视新闻网还嘲讽“中国火箭技术落后,残骸掉落是常事”。专家对此介绍说,新闻上经常可以看到“火箭发射前,当地政府组织火箭残骸落区居民疏散”,其实这里掉落的残骸是指火箭第一级和助推器,它们通常在离开大气层之前就已经脱离火箭了。由于此前的中国几大航天发射场都位于内陆,因此掉落的火箭部件的确可能造成损害。

不过美国的火箭技术与中国并没有太大差别,只是因为美国的航天发射场位于海边,这些助推器和第一级分离后会掉在海里,砸到地面居民的可能性更小。但随着中国海南文昌发射场的投入使用,中国航天发射时面临的类似问题正在逐步得到缓解。

能否减少火箭残骸造成的损害?

这次西方炒作的长征五号B火箭威胁,特指从太空中重返大气层的这类火箭残骸。专家介绍说,运载火箭通常采用多级结构,体积最大的第一级和助推器往往在大气层内就完成使命自动脱离,由火箭第二级乃至更上面级将载荷送入太空。而长五B火箭采用一级半构型,相当于用一级火箭将空间站核心舱这样的大家伙直接送入轨道,因此它留在太空中的体积的确相当大。但火箭本身结构是“皮薄馅多”,内部燃料在发射时消耗后,剩余的壳体质量并不大,而且以铝合金为主的壳体很容易在大气层中焚毁。

此外,地球表面70%都被海洋占据,其余陆地面积也分布着广阔的沙漠、高原、森林等人烟稀少的地区,因此从概率学上讲,人类被火箭残骸砸到的机会非常小。

事实上,美国火箭也不像美媒吹嘘的那么安全。例如今年3月,一枚美国“猎鹰9”火箭的第二级残骸掉落大气层时,就砸入美国华盛顿州的一个农场里。该部件由高强度碳纤维制成,即便是落入大气层的高温都没有将它烧掉,反而在地面上砸出一个大坑。

那么,能否减少火箭残骸造成的损害呢?专家表示,对于火箭第一级和助推器,除了在海边修建航天发射场外,还有一个办法就是“可控回收”。据了解,中国在火箭的第一级可控回收方面已做出很多尝试。

而对于太空中的火箭残骸,处理难度就高得多了。为防止火箭残骸对地面或其他太空物体造成危害,目前国际通用的做法是钝化,也就是尽量让火箭内部的剩余燃料、高压气体、电池等危险物体释放或消耗掉。

如何精准回收航天助推器的残骸?

钱航介绍,火箭发射前一周,落区工作组就会奔赴落区召集当地公安、消防、林业、交通、教育等部门召开动员部署会,落区工作人员通过广播、短信、微信等形式将火箭发射的消息告诉落区群众,搞好宣传动员。落区工作人员还会挨家挨户进行检查督导,确保宣传动员家喻户晓、人人皆知。火箭残骸即将落入提前计算出来的预定区域时,工作组利用声音、定位系统、地形图等预判落点位置,并通过前方观察哨确认残骸具体落点,组织人员看管残骸现场。回收分队赶赴残骸现场,组织技术人员将残骸上的火工品和剩余燃料进行清理,然后对残骸进行切割、分解、回收。

这个黑科技叫“栅格舵控制技术”,我国是世界上第二个掌握这种技术的国家。栅格翼与栅格舵与传统的气动舵面相比,在相同的飞行速度下,飞行器的气动控制效率要高得多。另外,翼/舵产生的作用力也比传统舵面大得多。当火箭冲出了大气层,助推器、子级就会逐个与火箭脱离,并重新回到大气层内。此时这些部件内的伺服器与传动结构就会按照系统指令对栅格舵进行释放与调整,完成降落前的转向、定位等动作。

另一个精确回收利器就是降落伞控制技术。一个助推器大概有4吨的重量,它分离的时候速度大概是2000多米每秒,它的姿态是不受控的。研制人员在助推器上安装了一套测量装置,能够实时监测到助推器的位置和姿态。这套装置还基于北斗系统,实现在复杂野外山林地区的精准定位跟踪,研制人员五分钟内就精确知道它的落点位置,相当于整个再入过程是全程跟踪可控的。这也是我国首次在火箭发射任务中实现残骸信息的实时接收、处理和显示。

其实,不论外媒如何炒作火箭残骸威胁,多国航天专家的共识是,火箭残骸坠落带来的安全风险很低。法国国家航天研究中心研究员、国际航天学会太空垃圾委员会主席克里斯托弗·博纳尔日前接受法国媒体《巴黎人报》采访时表示,地球表面只有约3%是人口稠密的地区。即使残骸非常大,如果它在进入大气层时充分烧毁,危险就会减少。

德新社6日也发表文章援引多位专家观点认为,地球表面很大一部分被水覆盖,而且很大一部分无人居住。所以对个人来说,残骸坠落的危险性明显低于驾驶汽车等日常风险。

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