长征五号火箭脱轨失控,向地球坠落 长征五号火箭脱轨失控,向地球坠落

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【冷知识】在中国,我们每年会过两个“世界微笑日”,但我怀疑有一个是假的 起因
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附赠:奇怪的纪念日变多了!

收听本文00:00 *由于是第一次尝试考据考古,肯定会有许多做不彻底的地方,本文也只做个人猜想,同时向大家求助:如有大佬能将此事厘清,解我心中困惑,救我于水火的,必定当面道谢……如果您也来2021北京核聚变的话。 起因 最近吐槽的比较多的事,首屈一指,自然是“…

长征五号火箭脱轨失控,向地球坠落

STEVEN LEE MYERS, KENNETH CHANG

4月29日,运载中国天和空间站核心舱的长征五号B火箭在中国南部的文昌航天发射中心发射升空。 Agence France-Presse — Getty Images
不,你基本不可能被飞速坠回地球的10层楼高、23吨重的火箭残骸砸中。
不过,这种可能性也不是零。就在上周运载中国新空间站部件的长征五号B火箭发射升空之后,这枚中国最大火箭的一部分在轨道上翻滚着失去了控制。预计该火箭将于周六或周日的某个时候以“失控重返”的方式坠回地球。
不管是无害地散落进海洋,还是影响到人类居住的陆地,都不清楚为何中国太空计划会让这种情况再次发生。考虑到中国的发射计划,未来几年可能会出现更多失控火箭重返的情况。
过去六个月,中国太空计划在太空飞行方面取得了一系列重大成就,包括从月球带回岩石,以及将航天器送入火星轨道。然而,由于无法控制火箭发射路径,它在继续给全球各地的人们制造危险,不管多么微乎其微。
“我认为是他们疏忽大意,追踪太空物体动态的马萨诸塞州坎布里奇天体物理中心(Center for Astrophysics)天文学家乔纳森·麦克道威尔(Jonathan McDowell)说。“这是不负责任的。”
将要从天空中坠落的部件是长征五号B火箭的芯级助推器,这是用来运载空间站中又大又重的部件的。对大部分火箭来说,较低一级通常会在发射后立即落回地球。进入轨道的更高一级往往在释放其有效载荷后再次启动引擎,引导它们在一片无人区域(比如海洋中)重返地球。
麦克道威尔称,在过去30年里,只有中国将如此大型的多级火箭送入轨道,然后任由它们随意坠落。
长征五号B火箭的助推器可能坠落在北纬41.5度到南纬41.5度之间的任何地方。这意味着稍北一度的芝加哥是安全的,但像纽约这样的大城市可能被残骸击中。
周四,主要由联邦政府资助进行研究分析的非营利机构美国航空航天公司(Aerospace Corporation)预测,重返将于东部时间周六晚11点43分发生。如果预测准确,残骸碎片可能会像大雨一样落在非洲东北部的苏丹。
时间(误差16小时)和地点的不确定性仍然很大。一天前,美国航空航天公司预测的重返时间提前了一小时,地点是在印度洋东部。
助推器何时燃烧取决于太阳等因素。太阳风——即太阳喷出的带电粒子——增强会吹散地球大气,增加火箭助推器的大气阻力,加速其下落。运载火箭的翻滚也增加了计算的难度。
美国太空司令部(United States Space Command)和俄罗斯航天局都在追踪这一火箭核心。俄罗斯的声明表示,其重返不会“影响俄罗斯联邦的领土”。太空司令部保证会在可能的重返发生前提供定期情况更新。
由于助推器的速度是每小时1.8万英里,几分钟的差异就会导致残骸掉落位置变动数百或数千英里。再过几小时,重返大气的预测就会变得更加精确。
“这是个基于概率的工程决策,”麦克道威尔说。他表示,中国的工程师本可设计出保持在次轨道上的飞行轨迹,在发射后就立即落回地球,或者计划增加一次引擎点火,以不造成任何危险的方式将其抛出轨道。
“设计一次考虑周详的重返不是一件小事,但这个世界作为一个整体已经都向这个方向发展了,因为我们必须这么做,”美国航空航天公司轨道与重返残骸研究中心(Center for Orbital and Re-entry Debris Studies)主任泰德·J·米尔豪普特(Ted J. Muelhaupt)表示。
随着第三个空间站“天宫”的建设,中国计划在未来几个月进行更多发射。这将需要用这枚巨型火箭进行更多飞行,也将增加失控重返的可能,即便任何一级火箭带来的风险都很小,但地面上的人仍会紧张地关注。
“在太空采取负责任的行动,确保太空活动的安全、稳定、保险和长期可持续性,符合各国的共同利益,”白宫新闻秘书珍·萨基(Jen Psaki)周三表示,并称美国希望推动“负责任的太空行为”。
坠落残骸是长期以来一直困扰太空飞行的问题。
3月,SpaceX猎鹰9号(Falcon 9)发射的一级火箭照亮了西雅图夜空后来其残骸坠落在华盛顿州的一处农场,原因是让第二级火箭安全着陆的引擎未能按计划点火。
上个月,在华盛顿州温哥华市看到的SpaceX猎鹰9号火箭残骸。 Roman Puzhlyakov, via Associated Press
相较之下,中国长期以来一直任其太空设备部件随意坠落。
作为中国的主要发射场之一,四川省西昌卫星发射中心的火箭经常落在发射范围内的农村地区,偶尔造成破坏。后来,中国将多次发射的地点(包括上周的发射)转移到东南海岸外海南岛文昌市的新发射场。在那里,多级火箭部件可以落入海中,不会造成破坏。
不过,这次运载中国新空间站部件的火箭核心也进入了轨道,之后被缓慢地拖回地球大气层。
去年,长征五号B火箭在首次发射时运载了中国载人太空舱的原型。该火箭的助推器也发生了失控重返,一些残骸如雨点般落在了科特迪瓦的一个村庄。
这引来了时任美国国家航空航天局(NASA)局长吉姆·布莱登斯汀(Jim Bridenstine)的斥责。
“这可能非常危险,”他说。“考虑到它似乎没伤害到任何人,我们可以说是极其幸运的。”
中国于2011年发射升空的首个空间站天宫一号也在2018年的一次失控下降中落回地球,最终坠毁在南太平洋,没有造成破坏。次年,中国航天局成功使第二个空间站脱离轨道,落入太平洋。而此次发射的助推器重量是前两个天宫空间站的两倍多。
美国在其首个空间站返回地球的过程中也遇到过困难。1979年,运行于1973年和1974年的天空实验室(Skylab)空间站在NASA科学家试图引导其降落时解体。这个77吨重的空间站大部分在印度洋上空解体,但碎片还是散落在了澳大利亚西部。卡特总统作出了道歉。
天宫一号卫星的雷达图像。2018年,该卫星在返回地球时解体,坠入南太平洋。 Agence France-Presse — Getty Images
2011年,高层大气研究卫星(Upper Atmosphere Research Satellite,简称UARS)也坠回地球,这是NASA报废的一颗校车大小的卫星。NASA计算出,比天宫一号或天宫二号稍小的UARS有3200分之一的几率伤害到地面上的人。
麦克道威尔认为,长征五号B火箭的助推器残骸所构成的威胁与之相当——即可能性不大,但也高到值得关注的程度。由于中方尚未提供火箭的设计细节,因此很难预测会有多少部件抵达地面。
米尔豪普特称残骸可能重达10吨,延绵数百英里范围。“想象一下能装满三辆皮卡的残骸有多少,”他说。
2003年,哥伦比亚号航天飞机在重返大气层、前往佛罗里达州着陆时,在得克萨斯州上空解体。机上七名宇航员死亡,但地面上无人受伤,8.5万磅(约合3.8万公斤)重的残骸落在了人烟稀少的地区。但如果灾难提前几分钟发生,像引擎这样沉重的航天飞机部件可能会以每小时数百英里的速度落至达拉斯附近的地面上。
中国建设新空间站的用意在于作为国际空间站(International Space Station)的替代。由NASA、俄罗斯和其他合作方共同建造的轨道前哨站已经让人类太空活动维持了二十多年。但美国一项禁止与中国开展太空合作的法律将中国宇航员排除在外。
在4月29日发射将作为空间站的主要生活舱之后,中国中央电视台报道称,中国领导人习近平称这是“建设科技强国、航天强国的重要引领性工程”。
自那以后,尽管全世界都在关注和担忧,但中国航天官员一直没有公开讨论失控重返的问题。
由中共控制的报纸《环球时报》周三援引科学家和专家言论称,造成危害的可能很小,航天局“精密计算”过坠落残骸的飞行轨迹。
这份经常反映鹰派官员观点的报纸表示,那些担忧和批评反映了西方抹黑中国太空计划的企图。
长征五号B火箭即将进行更多发射,除非中国改变其操作模式,否则有人被助推器残骸伤害的可能性将会增加。
“你今天中彩票的几率很小——我愿意拿薪水赌你中不了——但没人能中彩票的几率就是两码事了,”米尔豪普特说。“而这就是问题所在。对个人来说,风险是微乎其微的。但对所有人的风险则不然。”
为了运送天宫空间站,在接下来的一年半时间里将会有11次发射计划,上周的发射就是第一次。6月,三名宇航员将搭乘神舟飞船前往该空间站,这将是中国自2016年以来的首次载人任务。如果一切按计划进行,空间站将于2022年底完全建成,并投入运行。

Qiqing Lin和Claire Fu对本文有研究贡献。

Steven Lee Myers是《纽约时报》北京分社社长。他自1989年加入时报,曾在莫斯科、巴格达和华盛顿多地进行报道。他著有《新沙皇:弗拉基米尔·普京的崛起和统治》(The New Tsar: The Rise and Reign of Vladimir Putin)一书。欢迎在TwitterFacebook上关注他。

Kenneth Chang自2000年加入时报,写作领域包括物理学、地质学、化学及各大行星。在成为科学撰稿人之前,他是一名硕士研究生,研究课题涉及混沌控制。欢迎在Twitter上关注他 @kchangnyt

翻译:纽约时报中文网

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