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火箭殘骸去哪了?

2021年05月13日 09:39  |  作者:王碩  |  來源:人民政協(xié)報
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近日,西方媒體頻頻炒作長征五號B火箭殘骸返地“可能帶來危險”一事,但隨著9日中國載人航天工程辦公室通報,火箭殘骸再入大氣層的準確時間和落區(qū),實力回應(yīng)了這些“質(zhì)疑”。經(jīng)監(jiān)測分析,絕大部分器件在再入大氣層過程中已燒蝕銷毀。

事實上,運載火箭的使命,就是將航天器等有效載荷送到太空,一旦這一任務(wù)完成,火箭也將功成身退。經(jīng)過軌道高度自然衰減,最終再入大氣層銷毀,這是目前國際上的通行做法。

那火箭殘骸返回地球會給地面上的人造成威脅嗎?航天科技集團中國運載火箭技術(shù)研究院的專家為您解答——

提前疏散 專人回收

一般來說,對于上升高度不高,很快墜落回地面的火箭殘骸,火箭設(shè)計師會在發(fā)射前,精準計算出落區(qū)范圍,會有專人提前完成落區(qū)實地勘察和人員疏散,不會造成人員傷亡。

火箭設(shè)計師張博戎介紹,火箭的飛行軌道、箭下點、分離的位置,都是提前精密設(shè)計好的,結(jié)合分離時的飛行速度和位置等參數(shù),就可以精準計算出這類殘骸的中心落點。執(zhí)行發(fā)射任務(wù)前,有關(guān)部門會向航區(qū)、落區(qū)發(fā)布通知,進行人員疏散等準備工作。殘骸落地后,落區(qū)指揮部要組織人員保護現(xiàn)場,避免他人接近。同時由專人對殘骸進行回收處理。

酒泉、太原、西昌三大傳統(tǒng)發(fā)射場位于我國內(nèi)陸,在這里發(fā)射的火箭落區(qū),大多位于內(nèi)陸,在有條件的情況下,火箭發(fā)射后都要回收這些殘骸。而在我國的新發(fā)射場——文昌航天發(fā)射場,我國新一代的大型、中型火箭就在這里發(fā)射。每次發(fā)射完火箭的殘骸都直接掉到公海里,所以也就不用回收了。但是,已經(jīng)計算出落海區(qū)域,也會有相關(guān)人員監(jiān)測任務(wù)海區(qū)。

受控離軌 絢爛燃燒

也有一些飛得更高的火箭子級,可以一直停留在太空中繞地球運行的軌道上,成為“太空垃圾”。

作為堅定履行國際責任的航天大國,中國的火箭設(shè)計師們在發(fā)射任務(wù)結(jié)束后,會讓這類火箭殘骸盡快降低軌道高度,避免占用寶貴的軌道資源,影響太空環(huán)境。

這類殘骸主要采用的是受控離軌方式,就是利用火箭子級剩余燃料和部分發(fā)動機控制箭體不斷脫離原本運行的軌道,而逐漸向地球靠攏,最終在進入大氣層的過程中焚毀殆盡。

還有一種無控離軌方式。它們運轉(zhuǎn)在低地球軌道上,在大氣邊緣氣體的阻力作用下,越轉(zhuǎn)越慢,越來越低,經(jīng)過一段時間后最終再入大氣層。但由于它們沒有任何的防護措施,再入速度很大,會在大氣層空氣劇烈摩擦中,不斷焚燒殆盡。因此不會像科幻電影中描述的那樣砸向地球,而是“化成一身絢爛”,劃過美麗星空。

有可能被砸中?

需要指出的是,“無控再入”的落點不是無法預測,而是無法提前精確預測。這是因為分離速度、載荷質(zhì)量、氣動環(huán)境、空間受力的輕微變化,在長時間累積后會導致箭體殘骸再入位置產(chǎn)生很大的變化,再加上箭體再入過程中存在不確定性,可能會分離解體,因此,目前世界各國都不存在準確方法能夠計算出再入殘骸碎片的形狀、大小、數(shù)量等。

那我們是不是有可能被砸中?

不用擔心!據(jù)測算,從20世紀70年代到80年代,每年約有200枚火箭和衛(wèi)星墜落,最近每年也有50枚左右。其中大部分在大氣層燃為灰燼,每年只有數(shù)枚航天飛行器的零部件落到地面,但至今還沒有發(fā)生過任何一起傷人的事件。

張博戎說,火箭設(shè)計師也在通過開展軌道計算,大量試驗積累數(shù)據(jù),結(jié)合種種概率來計算殘骸可能散布的地點,以此劃出落區(qū)的范圍,并且跟蹤監(jiān)測,及時預報落點。

我國已成功開展殘骸精準回收試驗

一直以來,火箭設(shè)計師們不忘尋找對策,降低火箭殘骸的威脅。近年來的一些試驗,讓殘骸的精準降落和回收成為可能。

火箭設(shè)計師錢航介紹,2019年,長征火箭首次采用柵格舵分離體落區(qū)安全控制技術(shù),火箭的一級落點實現(xiàn)了精確控制。

此次試驗的柵格舵由眾多薄薄的柵格壁鑲嵌在邊框內(nèi)構(gòu)成,安裝在火箭一子級上?;鸺l(fā)射升空時,它緊貼箭體側(cè)壁,在一子級分離再入階段解鎖、展開,并按指令轉(zhuǎn)動控制一子級的姿態(tài)和飛行軌跡。發(fā)射當天,火箭一級的殘骸在貴州黔南布依族苗族自治州被找到,落點正位于事先設(shè)定的落區(qū)范圍內(nèi)。

2020年,長征火箭在發(fā)射任務(wù)外,助推器首次驗證了基于降落傘的落區(qū)控制技術(shù)。在此次任務(wù)中,研制人員給火箭的一個助推器安裝了多個降落傘,在墜落過程中降落傘先后展開,成功控制了助推器墜落時的姿態(tài)和方向。

根據(jù)定位到的落點位置,研制人員在25分鐘之內(nèi)就找到了火箭殘骸。而此前完成這項工作短則需要幾小時,長則需要數(shù)月。

據(jù)了解,后續(xù)研制人員將在前期搭載試驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)改進和優(yōu)化方案,不斷提升產(chǎn)品的可靠性,實現(xiàn)產(chǎn)品的批量化、低成本生產(chǎn),進而大幅提高火箭殘骸的落區(qū)安全性。相信不久的將來,火箭殘骸對落區(qū)的影響將會越來越小。


編輯:魯雅靜

關(guān)鍵詞:火箭 殘骸 落區(qū) 發(fā)射


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