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火箭残骸去哪了?

2021年05月13日 09:39  |  作者:王硕  |  来源:人民政协报
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近日,西方媒体频频炒作长征五号B火箭残骸返地“可能带来危险”一事,但随着9日中国载人航天工程办公室通报,火箭残骸再入大气层的准确时间和落区,实力回应了这些“质疑”。经监测分析,绝大部分器件在再入大气层过程中已烧蚀销毁。

事实上,运载火箭的使命,就是将航天器等有效载荷送到太空,一旦这一任务完成,火箭也将功成身退。经过轨道高度自然衰减,最终再入大气层销毁,这是目前国际上的通行做法。

那火箭残骸返回地球会给地面上的人造成威胁吗?航天科技集团中国运载火箭技术研究院的专家为您解答——

提前疏散 专人回收

一般来说,对于上升高度不高,很快坠落回地面的火箭残骸,火箭设计师会在发射前,精准计算出落区范围,会有专人提前完成落区实地勘察和人员疏散,不会造成人员伤亡。

火箭设计师张博戎介绍,火箭的飞行轨道、箭下点、分离的位置,都是提前精密设计好的,结合分离时的飞行速度和位置等参数,就可以精准计算出这类残骸的中心落点。执行发射任务前,有关部门会向航区、落区发布通知,进行人员疏散等准备工作。残骸落地后,落区指挥部要组织人员保护现场,避免他人接近。同时由专人对残骸进行回收处理。

酒泉、太原、西昌三大传统发射场位于我国内陆,在这里发射的火箭落区,大多位于内陆,在有条件的情况下,火箭发射后都要回收这些残骸。而在我国的新发射场——文昌航天发射场,我国新一代的大型、中型火箭就在这里发射。每次发射完火箭的残骸都直接掉到公海里,所以也就不用回收了。但是,已经计算出落海区域,也会有相关人员监测任务海区。

受控离轨 绚烂燃烧

也有一些飞得更高的火箭子级,可以一直停留在太空中绕地球运行的轨道上,成为“太空垃圾”。

作为坚定履行国际责任的航天大国,中国的火箭设计师们在发射任务结束后,会让这类火箭残骸尽快降低轨道高度,避免占用宝贵的轨道资源,影响太空环境。

这类残骸主要采用的是受控离轨方式,就是利用火箭子级剩余燃料和部分发动机控制箭体不断脱离原本运行的轨道,而逐渐向地球靠拢,最终在进入大气层的过程中焚毁殆尽。

还有一种无控离轨方式。它们运转在低地球轨道上,在大气边缘气体的阻力作用下,越转越慢,越来越低,经过一段时间后最终再入大气层。但由于它们没有任何的防护措施,再入速度很大,会在大气层空气剧烈摩擦中,不断焚烧殆尽。因此不会像科幻电影中描述的那样砸向地球,而是“化成一身绚烂”,划过美丽星空。

有可能被砸中?

需要指出的是,“无控再入”的落点不是无法预测,而是无法提前精确预测。这是因为分离速度、载荷质量、气动环境、空间受力的轻微变化,在长时间累积后会导致箭体残骸再入位置产生很大的变化,再加上箭体再入过程中存在不确定性,可能会分离解体,因此,目前世界各国都不存在准确方法能够计算出再入残骸碎片的形状、大小、数量等。

那我们是不是有可能被砸中?

不用担心!据测算,从20世纪70年代到80年代,每年约有200枚火箭和卫星坠落,最近每年也有50枚左右。其中大部分在大气层燃为灰烬,每年只有数枚航天飞行器的零部件落到地面,但至今还没有发生过任何一起伤人的事件。

张博戎说,火箭设计师也在通过开展轨道计算,大量试验积累数据,结合种种概率来计算残骸可能散布的地点,以此划出落区的范围,并且跟踪监测,及时预报落点。

我国已成功开展残骸精准回收试验

一直以来,火箭设计师们不忘寻找对策,降低火箭残骸的威胁。近年来的一些试验,让残骸的精准降落和回收成为可能。

火箭设计师钱航介绍,2019年,长征火箭首次采用栅格舵分离体落区安全控制技术,火箭的一级落点实现了精确控制。

此次试验的栅格舵由众多薄薄的栅格壁镶嵌在边框内构成,安装在火箭一子级上。火箭发射升空时,它紧贴箭体侧壁,在一子级分离再入阶段解锁、展开,并按指令转动控制一子级的姿态和飞行轨迹。发射当天,火箭一级的残骸在贵州黔南布依族苗族自治州被找到,落点正位于事先设定的落区范围内。

2020年,长征火箭在发射任务外,助推器首次验证了基于降落伞的落区控制技术。在此次任务中,研制人员给火箭的一个助推器安装了多个降落伞,在坠落过程中降落伞先后展开,成功控制了助推器坠落时的姿态和方向。

根据定位到的落点位置,研制人员在25分钟之内就找到了火箭残骸。而此前完成这项工作短则需要几小时,长则需要数月。

据了解,后续研制人员将在前期搭载试验的基础上继续改进和优化方案,不断提升产品的可靠性,实现产品的批量化、低成本生产,进而大幅提高火箭残骸的落区安全性。相信不久的将来,火箭残骸对落区的影响将会越来越小。


编辑:鲁雅静

关键词:火箭 残骸 落区 发射


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