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中國長征5號火箭核心推進器將不受控製的返回地球 危險


2021-05-03 居安 分享到Twitter 分享到Facebook 分享到Telegram | 聽新聞 國語 | 聽新聞 粵語

4月30日,據SpaceNews報道,長征五號B火箭運載名爲“天和”的中國天宮空間站核心艙於周四(4月29日)成功發射,發射10分鍾後,核心艙與火箭成功分離,不久,"天河"進入預定軌道。但長征五號B火箭的核心推進器在到達軌道後,正在逐步減慢速度,以“不可預測”的方式,不受控製的返回地球,這引發專家的擔心,擔心其掉落在人口稠密的地區。

中國最大火箭的變體——長征5B,於當地時間周四從文昌成功發射了22.5公噸的天河艙。在飛行492秒後,天河與發射器的核心推進器分離,直接進入其計劃的初始軌道。

長征5B專爲將空間站模塊發射到低地球軌道而設計,獨特地使用了核心級和四個側面推進器將其有效載荷直接放置到低地球軌道上。

但是,這個火箭的核心推進器現在也處於軌道上,並且由於與大氣層的相互作用不斷增加,它可能在接下來的幾天或幾周內不受控製地重新進入地球、掉到地面。如果是這樣,它將是航天器不受控製的重返地球的最大實例之壹,並有可能降落在有人居住的地區。

據悉,大多數消耗性火箭的第壹節推進器都不會達到軌道速度,無法重新進入大氣層並降落在預定的重新進入區域中。其他壹些較大的第二節推進器進行除軌燃燒,以降低高度,以減少在軌的時間,並降低與其他航天器相撞的機會,或立即重新進入大氣層。

曾經有人猜測,長征5B核心推進器將采取主動行動使自己脫離軌道,但這似乎沒有發生。在周四中國文昌衛星發射中心的新聞發布會上,長征5B運載火箭總司令表示,第二次長征5B運載火箭比第壹次發射有了改進,但沒有說明可能的脫軌方式。

美國軍方用來追蹤航天器和太空中其他物體的地面雷達已經探測到壹個物體,並將其歸類爲長征5B火箭彈。現在命名爲2021-035B,大約長30米,寬5米的長征5B的核心階段,位於170 x 372公裏的高空軌道上,其每秒移動速度超過7公裏。

美國軍方探測到火箭芯顯示出規律的閃光,表明它正在翻滾,因此是不受控製的狀態。 

長征5B的首次發射也見證了第壹節推進器到達軌道,並在六天後無控製地重返地球。根據美國太空部隊第18太空控製中隊的說法,長征5B可能掉落在大西洋上空。

該事件引起了美國宇航局局長吉姆·布萊登斯汀(Jim Bridenstine)的批評。

無法控製脫軌時間 墜落地點未知

新的長征5B核心推進器何時何地降落是無法預料的。隨着大氣阻力將其降落到更密集的位置,其軌道的衰減將增加。此過程的速度取決於物體的大小和密度,變量包括大氣變化和波動,這些變化和波動本身受太陽活動和其他因素的影響。

火箭彈的高速度意味着它大約每90分鍾繞地球壹周,因此脫軌的時間雖然隻有幾分鍾的變化,但是可能在地球上的位置會偏差上萬公裏。

長征5B核心推進器的軌道傾角爲41.5度,這意味着火箭彈將掉落的地點距離紐約,馬德裏和北京的北邊稍遠壹些,並且比智利南部和新西蘭的惠靈頓更遠的南邊,並且可以在此範圍內的任何位置落地。

最有可能發生的事件將是任何碎片在幸存的折返熱中幸存下來,掉落到海洋或無人居住的地區,但是仍然存在對人員或財產造成損害的風險。

太空觀察員喬納森·麥克道威爾(Jonathan McDowell)告訴《太空新聞》,上壹次長征5B發射是數十年來最大的不加控製的重返,也是有史以來的第四大。 “長征5B核心推進器的規模是獵鷹9號第二節推進器的七倍,後者在幾周前重新進入西雅圖並在華盛頓州傾倒了壹些壓力罐時引起了媒體的廣泛關注。”

麥克道爾說,他希望中國能夠加強核心推進器的技術,以進行可控的脫軌。麥克道爾說:“按照目前的標準,讓它重新進入不受控製的狀態是不可接受的。”

歐洲航天局太空安全計劃辦公室負責人霍爾格·克拉格(Holger Krag)表示,根據他們的經驗,每年平均約有100噸重物以不受控製的方式重新進入。 “這涉及每年大約50-60個獨立事件。”

“在不知道物體設計的情況下,總是很難評估幸存質量的數量和碎片的數量,但是合理的經驗法則約爲原始乾燥質量的20-40%。”

由耐熱材料製成的組件(例如由不鏽鋼或钛製成的水箱和推進器)可以觸及地面。減速後幸存的物體將垂直下落,並以最終速度行進。

世界上最大、最著名的“不受控航天器返回地球”事件是1979年美國國家航空航天局重達76噸的Skylab進入大氣層,不受控製碎片遍布印度洋和西澳大利亞州。

此前,中國8噸重的天宮壹號太空實驗室在2018年進行了引人注目的不受控製的重返行爲,而後繼天宮二號則在2019年以可控的方式進行了離軌。



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