hello大家好,我是城乡经济网小晟来为大家解答以上问题,长征5号b型遥三运载火箭残骸(长征五号B残骸坠落地球很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
【资料图】
据中国载人航天办公室确认,2022年7月31日0时55分左右,长征五号B遥三运载火箭末级残骸已再入大气层,落区位于东经119.0°,北纬9.1°周边海域,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。
长五B遥三火箭一级残骸落区及路径
此前,有马来西亚网友在古晋地区拍摄到有“流星”划过夜空,哈佛天体物理学家乔纳森·麦克道尔认为这“流星群”就是长五B坠落的残骸。由此可判断残骸坠落之前的飞行轨迹是自西南向东北方向,轨道角度约41°,与长五飞行轨道面数据契合。
马来西亚网友拍到的视频片段
2022年7月24日,长征五号B运载火箭成功发射“问天”实验舱,掀起中国空间站在轨建设的新高潮。西方媒体对“天宫”的报道一笔带过,反而再一次热炒长征五号火箭残骸重返大气层“有可能砸到人”。
或许是对火箭缺乏了解,国内的一些朋友也跟着担心起来,说人家美国的火箭早就实现了可回收并重复使用,咱们的长征火箭还是一次性的,既浪费又危险,是不是太落后了?
长征五号B火箭一级残骸坠落
随着科学技术的进步,太空发射活动越来越频繁,从天上掉东西这事也越来越常见,不仅有各种报废的卫星,也包括发射卫星的火箭残骸。国际空间站更换储能电池后,直接用机械臂把几吨重的旧电池朝下扔。
长征五号B在发射“问天”实验舱的过程中,火箭四个助推器在起飞后约3分钟关机并与火箭分离,整流罩则在1分钟后被抛弃。
长征五号B发射过程中助推器分离
整流罩的作用是减少空气阻力,防止空气摩擦对发射载荷造成气动加热,抛掉整流罩就意味着火箭已经达到100公里高度,“飞出了大气层”,可以把它抛弃以减轻重量。由此我们可以推断,长征五号B的四个助推器是在大气层内就分离并落入南海海域。
火箭飞出大气层后抛整流罩
与长征五号标准型不同,长征五号B是为空间站发射任务专门打造的“一级半”火箭,这个“半级”指四枚助推器,它们为火箭起飞贡献了约90%的推力;而长五B的“芯一级”负责将“问天”实验舱加速到7.9公里/秒的高速度,以追上在轨运行的天宫空间站。
当“问天”的飞行高度与速度达到计划要求后,长征火箭一级发动机关机并与载荷分离。也就是说在连续运行500秒之后,火箭就处于没有推力且“不受控”的状态。
长五B一级火箭在大气层外与载荷分离
火箭发动机关机之后并不会立刻就掉下来,因为它的速度快啊,所以就会跟实验舱一起绕着地球飞。实验舱上装了小发动机,它能在地面控制下变轨并且慢慢靠近空间站。
长征五号一级火箭的燃料耗尽,发动机也就不能再启动,变成了一个“火箭残骸”。
虽说是“出了大气层”,但在距离地面一两百公里的高度还是会有稀薄的空气,空气阻力不停地给火箭残骸减速,并最终让它掉回地面。西方媒体拼命炒作的,就是火箭残骸落回地面这件事。
长征五号B为天宫空间站打造
长征五号B火箭能将重达25吨的有效载荷发射到距离地面400公里的近地轨道,它的一级火箭有33.16米高,直径达5米,起飞总质量达186.9吨。由于火箭里边装了165.3吨推进剂,因此一级火箭的“干重”只有21.6吨。
但不管怎么样,一个20多吨重、11层楼高的大家伙,从200公里高的天上掉下来,砸到花花草草也就算了,这要是掉在城市里,砸到人......想想也挺可怕的不是吗?
我们在文章开头说了,现在火箭发射频繁,天上掉东西的事情很常见,与长征五B类似,欧洲阿丽亚娜火箭的助推器就经常掉到海里,与在一旁打捞的橡皮艇比起来也显得十分巨大。
阿丽亚娜火箭助推器落海
火箭助推器大多在大气层内分离,它们掉落的位置不远,并且落点可以预测,只要事先撤离相关区域的人就不会造成伤害。怕就怕你不知道它会掉在哪儿,冷不丁天上掉一个大火箭下来。
火箭发射时常伴随残骸落地
在宣传上,西方媒体玩了一个花招,他们只讲长征五B有21吨重、很庞大,却只字不提这个火箭残骸会在大气层里基本烧光,实际落到地面的东西非常少。
与马斯克亮闪闪的不锈钢“星舰”不同,世界上绝大多数火箭都是用很轻的铝合金制造。因为铝合金有足够的强度,同时密度低、足够轻,能用最小的代价送卫星上天。
长征五号B火箭壳体厚度大约只有3毫米,这与5米直径的大块头比起来简直可以用“薄如蝉翼”来形容。长五B的燃料储罐也是用铝合金打造,却能承受极高的内部压力,如果把它按比例缩到易拉罐的大小,火箭燃料储罐的厚度仅是易拉罐的三分之一!
长征五号火箭壳体采用非常薄的铝合金
当地球之外的小天体进入到大气层时,它会与大气层里的空气分子发生高速碰撞与挤压,这种碰撞的能量传递到小天体表面产生近2000℃的高温,于是我们就能看到闪亮的火流星。
空气的气动加热适用于一切高速进入大气层的物体,包括陨石、载人飞船、失效的卫星和火箭残骸。
载人飞船再入大气层时产生高温
载人飞船依靠特殊的“防热大底”来阻隔和蒸发热量,从而保护飞船里的航天员,火箭残骸没有防热措施,它会在高速再入大气层时被加热到一两千度。我们知道铝的熔点为660.37℃,所以长征五号B薄薄的壳体将在高空迅速软化、破碎、变成铝液滴。铝是一种化学性质非常活泼的金属,高温铝液滴会与空气中的氧气发生化学反应,剧烈燃烧,变成一团团明亮的火球,化为灰烬。
火箭残骸坠落大气层时燃烧成灰烬
并非火箭残骸的所有部分都能在大气层里烧完,比如猎鹰火箭里边碳纤维的燃料储罐,以及土星五号发动机的喷口。
有一些零件本身就耐高温,又或者随着高度的下降,残骸坠落的速度大幅度衰减,温度降低。于是就会有一些残骸以大约90米/秒的速度砸向地面或者掉进海里。
土星5号火箭发动机残骸在海底被捞起
你可能会说,为什么我们不造像美国“猎鹰9号”或“猎鹰重型”那样的火箭?只要把火箭回收,就可以不必担心它会砸到人,并且还能节省发射成本。难道我们还不如美国一家私人公司?
两枚猎鹰重型助推器发射后回收
垂直着陆并不是什么高深的技术,中、美航天器在月球表面着陆的难度要大得多。但将它用于火箭的商业化飞行,并且成功回收上百次,SpaceX是唯一的一家。
“猎鹰”火箭只能回收它的第一级,它就像长征五号B的助推器一样,不会飞出大气层,因此它们的末端飞行速度不快,可以用比较少的燃料来减速、调整飞行姿态,然后垂直降落到着陆区。
火箭回收时需要消耗大量燃料
由于返回时需要开启火箭发动机,火箭里也得保留一部分燃料,这些燃料是在发射时就装在火箭里的,相应地就大幅度减少了火箭的有效载荷。
“猎鹰-9”火箭理论上最多能推22.8吨的卫星到近地轨道,只比长征五号B差一点。但要想回收它的一级火箭就只能运16.25吨,送“问天”实验舱还差很远。
“猎鹰重型”将三枚猎鹰一极火箭捆绑,其近地轨道全推力运载能力达63.8吨,按理说发射中国空间站没问题。但是到目前为止,这款火箭三次发射中最重的是一颗6.4吨的卫星(Arabsat-6A)。
猎鹰重型火箭第二级因飞出大气层不可回收
所以,包括美国在内,世界上能发射中国空间站三大模块同时又可控回收的火箭只存在于PPT上,以及某些网友的想象中。
实际上SpaceX不是没想过回收“猎鹰9”的二级火箭,但由于将第二级火箭从23倍音速降到可接受的速度需要消耗太多燃料,根本就没办法发射卫星,最后不得不放弃。“星舰”?等它成了再说。
我们要的是高成功率,资金宝贵,时间更宝贵,炸不起。
讲了这么多,你可能还在关心长征五号B残骸掉下来,会不会真像外媒讲的那样砸到人?答案是有这个可能性,但概率极低。
掉在美国农场的猎鹰火箭第二级残骸
长征五号B一级残骸中的绝大部分会在大气层中烧尽,其余像发动机的高温合金、一些不燃的复合材料、绝热管、以及少量轻薄的部件会落回地(海)面。但据哈佛天体物理学家乔纳森·麦克道尔的说法,火箭坠落地球后击中人的概率仅为几十亿分之一,相比之下,人被陨石命中的概率大约是7亿分之一,一个人一辈子遭雷劈的概率是12000分之一。
快去买吧,中500万的概率比被火箭砸到的概率要大许多倍!
参考资料与图片来源:
1、CCTV:直播“长征五号B遥三火箭发射问天实验舱”
2、维基百科:大气再入,猎鹰9,猎鹰重型,长征五号,国际空间站,铝
3、南华早报:“我们应该担心中国火箭撞击地球的空间碎片吗?”
4、Space网站:“不要对本周末的中国太空垃圾坠毁事件感到恐慌”
5、Theverge网:“SpaceX火箭碎片坠落在华盛顿的农场”
#外媒炒作长5火箭残骸失控 中方回应# #长征五号火箭末级残骸再入大气层#
本文就为大家讲解到这里,希望对大家有所帮助。