技術分析:長征5B殘骸重返地球時,砸中人的概率到底有多大?
2021年4月29日,我們用長征5B運載火箭成功發(fā)射了天宮空間站的核心艙段天和號。
如果大家并不是航天方面的資深愛好者,有很多事兒可能就不太想得通,每一次長征5B一發(fā)射,過個三五天以后,肯定會引得海峽對岸各路媒體一陣輿論狂歡。各路名嘴連挖苦帶諷刺,不僅僅是自由時報這樣的,就連科技媒體都跟著帶節(jié)奏。
當然,臺灣并不是這股風潮的源頭,源頭都在歐美。他們的主流媒體,比如英國的衛(wèi)報,比如美國的CNN也都報道了,跟風轉載的就多了去了。就連美國國防部五角大樓也都牽連進來了。他們關注的焦點并不在空間站核心艙段,而是在長征5B運載火箭上。
長征5B運載火箭怎么就有這么大的影響力呢?聽我慢慢說。
我們的長征5B在4月29號正常發(fā)射,僅僅8分鐘以后,就把空間站送進了接近400公里高的橢圓軌道。美國人對太空保持長期監(jiān)視,他們很快就捕捉到了天和號核心艙,以及長征5B運載火箭的芯級。美國軍方給長征5B的芯級火箭起了個編號叫2021-035B。
軍方很多信息不便公開,所以各大媒體的消息來源主要來自于哈佛大學天體物理學中心的天體物理學家喬納森·麥克道爾。他在自己的Twitter賬號上公布了這兩個飛行器的測算軌道。
大家可以看到,藍色的線表示的是天和核心艙的遠地點和近地點。你看天和核心艙的這兩個數值就是一條漂亮的水平線,說明軌道非常的穩(wěn)定。紅色的線代表長征5B芯級火箭,它的軌跡就不是這樣了,近地點和遠地點都在不斷地減少。這說明啥呢,這說明長征5B火箭的芯級正在逐漸墜落。
世界上喜歡觀測航天器的愛好者很多,在望遠鏡里,長征5B火箭就是個小亮點。這個小亮點在不斷閃爍。這說明火箭是不受控狀態(tài),正在翻滾。
這事兒經過各大西方媒體的報道,在被臺灣的媒體一轉載,就變得無比邪乎。對于這些人,在我看來,就四個字“少見多怪”。
道理很簡單,長征5B火箭是一個一級半火箭,在世界上也是比較少有的類型。大部分的運載火箭都起碼是兩級以上。所以長征5B運載火箭遇到的問題是獨有的。
長征5B其實就是長征5號的一級火箭單獨拿出來,直接頂著載荷往太空里打?;鸺?個助推器,總共8個YF100發(fā)動機,能產生960噸的推力。中間的芯級用的是2臺YF77氫氧發(fā)動機,總推力才100噸。加起來足有上千噸的推力,火箭本身才800多噸重,因此在強大的推力支撐下,可以一路加速飛向太空。
起飛以后170秒,四個助推器就燒完了,可以扔掉了。中間芯級的氫氧發(fā)動機雖然推力不大,但是比沖高。比沖大概就相當于汽車的百公里耗油這個指標?;鸺炯夐L30米,直徑5米,裝的幾乎都是液氫。液氧占據的體積不大,因為液氫的密度太低,只能弄個大罐子。
氫氧發(fā)動機省油,可以燒400多秒,相當于火箭一直在加速,一直加速到超過第一宇宙速度。把空間站核心艙送進接近400公里高的橢圓軌道。但是,這時候芯級火箭自己的速度也已經超過了第一宇宙速度,它自己一時半會兒也是下不來的。
如果是長征5號,不是長征5B,那么就不一樣了,因為長征5號是二級火箭,二級加上載荷還是很重的,所以火箭的一級用盡全力也無法加速到第一宇宙速度,在燒光燃料以后,二級火箭點火分離,繼續(xù)把載荷往上送。一級火箭則完成使命,沿著彈道掉進太平洋里。正因為一級火箭速度并不快,走的路線也是一個簡單的彈道,所以比較容易預測落點,太平洋很遼闊,不會砸到人的。
長征5B就不一樣了,芯級火箭已經超過第一宇宙速度,一時半會兒下不來,燃料也燒光了,沒辦法再控制姿態(tài)了。我們從麥克道爾提供到的數據上也能看的出,火箭的芯級處在一個近地點100多公里,遠地點300多公里的長橢圓軌道上,在這個高度上,其實并不是完全的真空,多多少少有一些空氣,會對火箭的芯級產生阻力。所以火箭的也就會越轉越低,最終會掉下來。
正因為繞的圈數太多,過程太長,因此干擾因素也就不可忽視了,稍微受一點干擾,落點就偏差好遠。大氣是有波動的,也會受到太陽輻射的影響,這都是不可控因素。去年5月份發(fā)射的長征5B遙1運載火箭也出現了這種情況,在太空里繞了100多圈才下來。沿途路過很多人口密集區(qū),也會路過美國的芝加哥和紐約。
最后,長征5B遙1的芯級火箭是在路過紐約15分鐘以后,掉在了西非科特迪瓦的一個叫博康達的小鎮(zhèn)附近,這個小鎮(zhèn)有6萬人。當地人聽過到天空傳來巨響,有火光從天而降,后來還撿到一點碎片。他們稀里糊涂,一頭霧水。美國人一陣一陣后怕,還驚詫了一陣子。
其實美國人自己的火箭殘骸也會往下掉,就在不久前,美國用獵鷹9號發(fā)射星鏈衛(wèi)星,獵鷹9號的第二級火箭也會遇到再入大氣層的問題,這是路人拍到的二級火箭的殘骸拖著火光劃過天際的視頻。
只要有火箭發(fā)射,這個問題或多或少的都存在,只是火箭的第二級很小,幾噸重而已,還沒落到地上就燒的差不多了。大家也就不太在意。但是長征5B的芯級太大了,足有22噸重,有些部件沒燒光,掉在了地上,好在沒砸到人。
所以這就成了媒體炒作的熱點。作為學者,麥克道爾教授在接受媒體采訪的時候說的很清楚,這一次長征5B遙2火箭的芯級很可能在5月8號~10號左右墜落下來,地球上70%的面積是海洋,陸地上也不是到處有人,砸到人的機會很小很小。最大的海洋就是太平洋,掉進太平洋概率最大。
但是歐美各大媒體報道這件事的時候,就變得有點陰陽怪氣的。把夾帶私貨的部分放在開頭,造成先入為主的印象,這也是常用的春秋筆法了。雖然說出來的話你也挑不出明顯的錯來,但是總覺得哪里不舒服。到了部分中國臺灣的媒體嘴里,就更是會添油加醋的,有人干脆就是滿嘴跑火車,硬說是火箭失控。瞪眼胡說八道,為了圈粉連臉都不要了。
未來,這種輿論戰(zhàn)的問題我們還會碰到,因為空間站的艙段還要一個個地打上去,長征5B火箭還有好幾次任務呢。
有人可能會覺得,我們要做負責任的大國嘛,火箭殘骸掉下來,還無法預測掉在哪里,是不是有點不太合適?說實話,我們想到的事兒,人家設計師工程師們都想過。我們已經陸陸續(xù)續(xù)在長征2號和長征4號上加裝柵格舵來控制火箭的精確落點。火箭的一級,或者助推器可能會落在人口比較稠密的地區(qū),能夠精確控制落點當然是最好不過的事情。這也為我們未來制造出可回收的火箭積累經驗。
但是,目前看來,長征5B加裝可控落點裝置,可能性不大。因為長征5B實際上就是長征5號的一級火箭,如果專門做了針對性改進,那就和長征5號不通用了。況且,砸到人的概率真的很小很小。未來長征5B的發(fā)射次數又不多,也就是往近地軌道發(fā)射大型艙段會用得上,不值得去做改進。
退一萬步說,萬一真的砸到人,賠錢就是了。任何事情都不是沒風險的對吧。我們只能權衡利弊,盡量把風險壓低。
總之,只有掌握了足夠多的知識,才能夠不被媒體忽悠。想不被忽悠,記得關注我的節(jié)目喲。