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中国火箭残骸为何经常失控坠地 专家解析

图为2021年4月29日,长征五号B遥二运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空。

在接下来的几天里,长征五号B运载火箭的一块重达约25吨的残骸将以大约每小时15,000英里的速度坠向地球,尽管其中一部分可能会在再入大气层时烧毁,但也有相当一部分会不受控制地落到地球。这种不受控坠落模式引发外界担忧和谴责。

美国“航空航天公司”(Aerospace Corp.)预测,长征五号B运载火箭残骸预计将在周日(7月31日)前后不受控再入大气层。残骸可能降落的地区包括美国很大一部分地区,以及非洲、澳大利亚、巴西、印度和东南亚。

已知预测仍具有不确定性

“航空航天公司”的预测目前仍然存在不确定性。英国《卫报》报导,哈佛—史密松天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA)天体物理学家乔纳森‧麦克道尔(Jonathan McDowell)说:“在它(火箭残骸)再入大气层的几个小时后,我们会知道它在哪里。”

总部设在英国的太空跟踪专家、北方空间与安全(NORSS)主任肖恩‧戈德布鲁(Sean Goldsbrough)告诉BBC新闻,几天前发射的长征5B火箭没有已知的再入计划,和该火箭之前发射的情况一样。

“缺乏沟通,再加上前两次发射不可预测的结果,这是引发人们担忧的主要原因。”戈德布鲁说。

此前,美国国家航空航天局(NASA)曾呼吁中国国家航天局将其火箭设计成在再入大气层时分解成较小的碎片,这是国际惯例。

但7月24日搭载问天实验舱的长征五号B运载火箭仍然缺乏可控再入大气层的能力。

残骸是否会降落到人口稠密区引发关注

尽管残骸降落在人口稠密地区的概率极低,但并非为零。这也引发了各国如何对太空垃圾负责的讨论。

在周五的中共外交部例行记者会上,有记者直接提问说,长征五号火箭还没有返回地球,追踪数据显示,仍然存在火箭末级残骸击中有人居住区域的风险。中方预计火箭末级残骸将在何处着陆?

外交部发言人赵立坚说,“我前天已经介绍了有关情况,也明确阐述了中方立场。目前没有更多的信息补充。中方的相关工作团队正在密切关注著有关情况。”

赵立坚在7月27日的新闻会上也说,中方一贯根据国际法和国际惯例开展和平利用外空活动。火箭残骸对航空活动及地面造成危害的概率极低。

然而,火箭的碎片有可能在居民区上空落下来,就像2020年5月中国长征五号B火箭在首次发射时因不受控再入大气层,其残骸最终使科特迪瓦的多栋建筑受损。

科特迪瓦当时有两个村庄被一些残骸击中——包括一段12米长的管子——这些残骸被认为来自预计在当天降落的中国长征五号B火箭。

今年4月,印度一个偏远地区的村民发现了似乎是来自2021年2月发射的中国长征三号乙火箭的大部件。从中国西昌卫星发射场发射的火箭碎片经常落在社区,相关官员们甚至发布疏散通知,要求居民“迅速调整位置”。

长征五号B运载火箭残骸无控再入大气层时有问题的设计

大多数国家的火箭在离开大气层之前将发射器与有效载荷(payload)分开,即不会让沉重的火箭第一级入轨,而是让其以更可预测的方式返回地球。但长征五号B火箭的设计方式不是这样,火箭第一级入轨使得残骸轨迹难以预测。

德国之声报导,许多航天领域专家都指出,长征五号B重型运载火箭的无控再入大气层是一种“有问题的设计”。天体物理学家安德鲁‧琼斯(Andrew Jones)2021年就表示,重达二十多吨的长征五号B第一级残骸大约每90分钟就会绕地球飞行一圈,且无法预计其何时再入大气层,“最可能的情况是未被重入大气层时产生的高温熔化的碎片会落在大海或无人居住的地区,但也存在着对人或财产造成损害的风险。”

欧洲空间局负责“阿丽亚娜5”重型火箭的高级工程师吕德格‧阿巴特(Rüdeger Albat)在一次德国之声的采访中表示:“我们欧洲的火箭,在一开始设计时,就不会让第一级入轨!沉重的火箭第一级,不会飞入轨道绕着地球转圈,而是会在分离后沿着一条抛物线弹道飞行。这样的话,它的轨迹就能提前精确计算出来,便于我们在发射前就计划好让它在太平洋指定区域坠落,从而能够提前规划好禁航区,以免对船只和船员造成风险。这里的关键点是:不让火箭第一级飞得太高太远,就能提前计算好轨迹。”

阿巴特表示,和长征五号B的“一级半”(即除了助推器只有第一级)构型不同,阿丽亚娜5系列火箭均有第二级。这意味着,抛弃燃料耗尽的第一级后,最终将空间站舱体或卫星等有效载荷送入轨道的,是小得多也轻得多的火箭第二级;哪怕再入大气层时发生故障导致不可控,第二级火箭残骸相比又大又重的第一级残骸更容易烧毁,对地表的风险也要小得多。

中共官方一直强调“火箭末级再入大气层烧蚀销毁,这是国际通行做法。”但是,由于长征五号B独特的“一级半”构型,其“末级”就是“第一级”,和其它火箭较为轻型、再入大气层时几乎能完全烧毁的“末级”完全不在同一个重量级。

天体物理学家麦克道尔此前曾表示,在过去30年里,只有中国将如此大型的火箭送入轨道,然后任由它们随意坠落。

中共的火箭发射标准低

尽管火箭残骸降落对人类的风险小,但太空观察者对无控制坠落的情况并不满。专家说,这种影响将类似于小型飞机坠毁,可能远没有每天在其它地方发生的导弹袭击和事故那么致命。但这种风险是可以减轻的。

赵立坚称,长征五号火箭采用特殊的技术设计,绝大部分器件将在再入过程中烧蚀销毁。

但《卫报》援引国际射电天文学研究中心(International Centre for Radio Astronomy Research)研究员肖恩‧沃尔斯(Shane Walsh)博士的话说,尽管中方声称从前两次发射中吸取了教训,增加了一些控制方法,但欧盟的跟踪网络显示它没有得到控制。

美国和欧盟都有风险评估,如果有超过万分之一的机会造成伤害,就不会发射。中国的标准似乎要低得多。

2021年,长征五号B火箭第二次发射后,经历了一个多星期的无控飞行状态,引发各界担心。助推器残骸最后坠入了马尔代夫附近的印度洋。

当时,美国宇航局局长比尔‧纳尔逊(Bill Nelson)表示,很显然,中国(中共)在(处理)它们的太空残骸方面没有达到负责任的标准。

“从事外太空活动的国家,必须将太空物体重回地球对人类和财产造成的风险降至最低,并最大限度地对这些行动保持透明化。”

无论火箭残骸是否最终对人类造成伤害,都不清楚为何中国的太空计划会让这种情况一再发生。考虑到中共的发射计划,未来几年可能会出现更多火箭失控重返的情况。由于无法控制火箭发射路径,这将继续给全球各地的人们带来担忧。

责任编辑: 方寻  来源:大纪元记者张婷综合报导 转载请注明作者、出处並保持完整。

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