天文航天|为什么说长征五号失控是伪命题?扒一扒火箭的“前世今生”

过去几天,外媒流行起一个新名词——China's Out-of-Control Rocket,意为“中国的失控火箭” 。
所谓“失控火箭”是指长征五号 B 遥二火箭,即 4 月 29 日将中国空间站“天和核心舱”成功送入预定轨道的运载火箭 。
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【长征五号 B 遥二火箭点火升空】
外媒给这枚火箭加上“失控”定语的理由是:火箭末级通过再入大气层烧蚀销毁,残骸从天而降,人类的性命安危将会受到威胁 。
在 5 月 7 日的例行采访人员会上,外交部发言人汪文斌对此作了解释:
据我了解,该火箭末级已采用了钝化技术处理,绝大部分器件将在再入过程中烧蚀销毁,对航空活动及地面造成危害的概率极低 。
尽管并不清楚残骸是否会造成任何负面影响,NASA 还是就此事对中国进行了强烈谴责 。
当地时间 5 月 9 日,NASA 局长 Bill Nelson 在一份声明中表示:
航天国家必须尽量减少太空物体重新进入地球对人类和财产造成的风险,并且最大限度地提高航天任务的透明度 。显然,中国在火箭残骸方面没有达到负责任的标准 。中国在内的所有航天国家、商业公司实行负责任、透明的任务,确保太空活动安全、稳定、可持续,是至关重要的 。
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之后中国载人航天工程官方网站发布公告:
经监测分析,2021 年 5 月 9 日 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 。
5 月 10 日,外交部发言人华春莹在例行采访人员会上再次回应:
这几天大家都非常关心中国火箭残骸坠落的问题,前几天美国等一些国家也有一些渲染,但是我们已经看到有关报道,火箭末级已经再入大气层,没有对地面造成危害 。
可见,“失控火箭”的说法并不成立 。
“失控火箭”说法并不成立
判定长征五号 B 遥二火箭究竟是否“失控”,其实需要了解这样几点事实 。
第一,火箭末级再入大气层烧蚀销毁其实是国际通行做法 。
据《环球时报》报道,有专家指出火箭残骸失控本身就是伪命题,原因在于:
通常火箭完成载荷运送任务后,在大气层外运行的火箭残骸本身已经失去动力,甚至可能结构都有所损坏,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 。
第二,再入时温度高达千余摄氏度,全箭 95% 以上将会被烧灼殆尽,最后留下的也仅仅是那些因设计要求而耐高温的部分 。
相关专家表示:
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 采用一级半构型,相当于用一级火箭将空间站核心舱直接送入轨道,因此留在太空中的体积的确相当大 。但由于其结构“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 。
第三,说中国违反国际空间法、相关行为不负责任等等,并不合理 。
据航天博主“归零工作室 RTZT”介绍:
我国火箭自长征四号甲之后所研的,末级都严格遵守国际钝化条例:储箱残余液体放光,增压气瓶多余气体放光,蓄电池剩余能量放光(俗称“三排”) 。
我国新一代运载火箭系列中,基本具有国际标准化组织(International Standard Organization)制定的指导性文件-ISO27875 与 ISO20893 中所说的钝化系统,还在末级储箱置有排放转向装置,既排空了燃料,又钝化了轨道,这也符合ISO中所述的末级离轨容许“经济和技术上的可接受性”(Economic and technical acceptability) 。
火箭的前世今生
谈及火箭,我们可以将目光拉回至 60 年前 。
当地时间 1961 年 4 月 12 日上午 9 时 7 分,苏联航天员 Yuri Gagarin 乘坐东方 1 号宇宙飞船从拜科努尔发射场起航,在最大高度为 301 公里的轨道上绕地球一周,历时 108 分钟完成了世界上首次载人宇宙飞行,人类进入太空的愿望得以实现 。
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