長征五號B遙二運載火箭末級殘骸落入無人公海 權威解讀:我國實現火箭殘骸精準回收
長征五號B遙二運載火箭發射升空(央廣網記者 洪堅鵬 攝)
央廣網北京5月10日消息(記者馮爍 張棉棉)據中央廣播電視總枱中國之聲《新聞縱橫》報道,在我國於4月29日成功發射空間站天和核心艙之後,長征五號B遙二運載火箭也完成了它的歷史使命。據中國載人航天工程辦公室消息,經監測分析,9日10時24分,長征五號B遙二運載火箭末級殘骸已再入大氣層,落區位於東經72.47°,北緯2.65°周邊海域,絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷燬。
查看地圖可以發現,火箭末級殘骸落入的海域大約在印度洋馬爾代夫西南方,是無人海域。然而,一些西方媒體近日卻集體炒作“中國火箭殘骸失控威脅”。英國《衞報》5月4日稱“火箭殘骸已經失控”,《紐約時報》3日更是聲稱“過去30年,中國都讓殘骸隨機墜落”。
那麼真相究竟是什麼樣的?火箭殘骸再入大氣層後,真的就是聽天由命嗎?我國到底有沒有技術精確控制火箭殘骸的墜落地點?9日,中國運載火箭技術研究院總體設計部進行了回應。
火箭殘骸墜落究竟是怎麼一回事?
中國運載火箭技術研究院總體設計部錢航介紹,運載火箭將衞星或飛船發射送入太空,正是一個自我犧牲的過程:肢體完成加速使命後一節節“爆炸”,有的進入更遙遠的太空,有的墜入大海,有的墜落地面。火箭飛行過程中掉下來的部分就是我們説的“殘骸”。
以我國載人航天所使用的神箭長征二號F(CZ-2F)運載火箭為例,在發射後三分半鐘左右時間內,火箭的逃逸塔、助推器、一級火箭、整流罩等重要組成部分會相繼程序分離,由於上升的高度不高,很快就墜落回地面了。我國三大傳統發射場――酒泉、太原、西昌都位於內陸,每次發射後都需要回收這一批殘骸。而在我國的新發射場――文昌發射場位於海南省,也就是在海邊,我國新一代的大型中型火箭(CZ-5、CZ-5B、CZ-7)就在這裏發射。每次發射完長五、長七火箭的殘骸都直接掉到公海里,不會造成任何威脅,所以也就不用回收了。而且火箭殘骸雖然都是無控拋落,但相關人員已經計算出落海區域,也會有相關人員監測任務海區。
火箭殘骸返回地球會給地面上的人造成威脅嗎?
大部分的火箭二級或三級往往會飛得更高,以及第一型只靠一級飛行就能實現有效載荷精確入軌的火箭――長五B的一級,它們實際上已經進入太空。但是,它們位於低地球軌道上,靠近大氣邊緣的氣體足以造成阻力,拖拽着火箭末級,然後會在相當長時間以後再入大氣層。不過大家不用擔心這部分火箭造成的威脅,它們沒有任何的防護措施,載入速度很大,由於與大氣層空氣劇烈摩擦會在天空中變成美麗的流星而焚燒殆盡。
從上世紀70年代到80年代,每年約有200枚火箭和衞星墜落,最近每年也有50枚左右。其中大部分在大氣層燃為灰燼,每年只有數枚航天飛行器的零部件落到地面。
一般來説,航天飛行器零部件殘骸砸中人的概率是極低的,砸中某個特定人員的概率是幾十萬億分之一,遠遠低於在交通事故的概率。航天飛行器有一項標準,即在墜向地球時砸中地面人員的概率要降至萬分之一以下。
“落區工作組”提前一週抵達落區開展相關工作
錢航介紹,火箭發射前一週,落區工作組就會奔赴落區召集當地公安、消防、林業、交通、教育等部門召開動員部署會,落區工作人員通過廣播、短信、微信等形式將火箭發射的消息告訴落區羣眾,搞好宣傳動員。落區工作人員還會挨家挨户進行檢查督導,確保宣傳動員家喻户曉、人人皆知。火箭殘骸即將落入提前計算出來的預定區域時,工作組利用聲音、定位系統、地形圖等預判落點位置,並通過前方觀察哨確認殘骸具體落點,組織人員看管殘骸現場。回收分隊趕赴殘骸現場,組織技術人員將殘骸上的火工品和剩餘燃料進行清理,然後對殘骸進行切割、分解、回收。
如何精準回收航天助推器的殘骸?
這個黑科技叫“柵格舵控制技術”,我國是世界上第二個掌握這種技術的國家。柵格翼與柵格舵與傳統的氣動舵面相比,在相同的飛行速度下,飛行器的氣動控制效率要高得多。另外,翼/舵產生的作用力也比傳統舵面大得多。當火箭衝出了大氣層,助推器、子級就會逐個與火箭脱離,並重新回到大氣層內。此時這些部件內的伺服器與傳動結構就會按照系統指令對柵格舵進行釋放與調整,完成降落前的轉向、定位等動作。
另一個精確回收利器就是降落傘控制技術。一個助推器大概有4噸的重量,它分離的時候速度大概是2000多米每秒,它的姿態是不受控的。研製人員在助推器上安裝了一套測量裝置,能夠實時監測到助推器的位置和姿態。這套裝置還基於北斗系統,實現在複雜野外山林地區的精準定位跟蹤,研製人員五分鐘內就精確知道它的落點位置,相當於整個再入過程是全程跟蹤可控的。這也是我國首次在火箭發射任務中實現殘骸信息的實時接收、處理和顯示。
後續,團隊將在前期搭載試驗的基礎上繼續改進和優化方案,不斷提升產品的可靠性,實現產品的批量化、低成本生產,進而大幅提高火箭殘骸的落區安全性。
其實,不論外媒如何炒作火箭殘骸威脅,多國航天專家的共識是,火箭殘骸墜落帶來的安全風險很低。法國國家航天研究中心研究員、國際航天學會太空垃圾委員會主席克里斯托弗・博納爾日前接受法國媒體《巴黎人報》採訪時表示,地球表面只有約3%是人口稠密的地區。即使殘骸非常大,如果它在進入大氣層時充分燒燬,危險就會減少。
德新社6日也發表文章援引多位專家觀點認為,地球表面很大一部分被水覆蓋,而且很大一部分無人居住。所以對個人來説,殘骸墜落的危險性明顯低於駕駛汽車等日常風險。