火箭殘骸的各種處理方式 中國又有
日期： 2021-05-12
新聞主題： 北京,上海,天津,重慶,習近平,胡錦濤,江澤民,鄧小平,毛澤東,薄熙來,周永康
來源: 我們的太空
火箭的使命，就是將航天器等有效載荷送到太空，一旦這一任務完成，火箭也將功成身退，那麼“退”下來的火箭“殘骸”都有哪些處理方式呢？
什麼是火箭殘骸呢？
通俗地講，火箭飛行過程中掉下來的部分稱之為殘骸。不過通常說的殘骸都是指火箭的大殘骸。國內外現役運載火箭通常都是多級火箭，除了與衛星相連的末級火箭，其余結構體包括助推器、子級乃至整流罩，在發揮完各自作用後，都會在火箭飛行的不同階段分離、掉落。
火箭助推器分離示意圖
一般來說，這些殘骸會分散成為多個部分，其中一部分會隨著衛星升入遙遠的太空之中，還有一部分會再入大氣層燒毀墜落地面。這些殘骸在落地之後呈現的狀態也是各有不同的，降落的時間也有一定的差異。因此，對殘骸的處理方式也是多種多樣的。
提前疏散 專人回收
一般來說，對於上升高度不高，很快墜落回地面的火箭殘骸，火箭設計師會在發射前，精准計算出落區范圍，會有專人提前完成落區實地勘察和人員疏散，不會造成人員傷亡。
電力部門協助疏散
火箭設計師張博戎介紹，火箭的飛行軌道、箭下點、分離的位置，都是提前精密設計好的，結合分離時的飛行速度和位置等參數，就可以精准計算出這類殘骸的中心落點。執行發射任務前，有關部門會向航區、落區發布通知，進行人員疏散等准備工作。殘骸落地後，落區指揮部要組織人員保護現場，避免他人接近。同時由專人對殘骸進行回收處理。
酒泉、太原、西昌三大傳統發射場位於我國內陸，在這裡發射的火箭落區，大多位於內陸，在有條件的情況下，火箭發射後都要回收這些殘骸。而在我國的新發射場——文昌航天發射場，它位於海南省，也就是在海邊，我國新一代的大型、中型火箭就在這裡發射。每次發射完火箭的殘骸都直接掉到公海裡，不會造成任何的威脅，所以也就不用回收了，而且火箭殘骸雖然都是無控拋落，但已經計算出落海區域，也會有相關人員監測任務海區。
受控離軌 絢爛燃燒（电视剧）
有一些飛得更高的的火箭子級，可以一直停留在太空中繞地球運行的軌道上，成為“太空垃圾”。作為航天大國，中國的火箭設計師們在發射任務結束後，會讓這類火箭殘骸盡快降低軌道高度，避免占用寶貴的軌道資源，影響太空環境。
這類殘骸主要采用的是受控離軌方式。所謂受控離軌，就是利用火箭子級剩余燃料和部分發動機控制箭體不斷脫離原本運行的軌道，而逐漸向地球靠攏，最終在進入大氣層的過程中焚毀殆盡的做法。
還有火箭箭體鈍化處理，將箭體剩余的燃料、高壓氣泄出，讓電池自己短路，徹底消除火箭末級“自爆”危險。同時，在鈍化之前火箭還可能會進行“離軌”機動，轉移到廢棄軌道上，也是同樣的目的。
這是我國堅定履行負責任大國的國際責任的有力擔當，也是中國人和平科學利用太空資源的生動實踐。
軌道設計提前控制 避開重要區域
與受控離軌相對的，還有一種無控離軌方式。這類箭體實際上已經進入了太空，消失在人們的視野裡。它們運轉在低地球軌道上，在大氣邊緣氣體的阻力作用下，越轉越慢，越來越低，經過一段時間後最終再入大氣層。
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，再入速度很大，會在大氣層空氣劇烈摩擦中，不斷焚燒殆盡。不會像科幻電影中描述的那樣砸向地球，而是在奔向地球的過程中，化成一身絢爛，劃過美麗星空。
張博戎說，“無控再入”的落點不是無法預測，而是無法提前精確預測。這是因為分離速度、載荷質量、氣動環境、空間受力的輕微變化，在長時間累積後會導致箭體殘骸再入位置產生很大的變化，再加上箭體再入過程中存在不確定性，可能會分離解體，因此，目前世界各國都不存在准確方法能夠計算出再入殘骸碎片的形狀、大小、數量等，種種不確定因素會影響設計師計算的落點精度，導致其殘骸落區范圍也更大一些。
早期，全球的火箭設計中，也都沒有考慮殘骸落點控制的問題，太空中至今還散布著各國的火箭子級，距離地面約400公裡以內的那些運載火箭殼體、衛星，絕大部分都會再入大氣層，只是時間長短問題。
“獵鷹9”火箭殘骸掉落美國華盛頓州
有網友也許緊張，那我們是不是有可能被砸中？不用擔心，從上世紀70年代到80年代，每年約有200枚火箭和衛星墜落，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，但至今還沒有發生過任何一起傷人的事件。
張博戎說，火箭設計師也在通過開展軌道計算，大量試驗積累數據，結合種種概率來計算殘骸可能散布的地點，以此劃出落區的范圍，並且跟蹤監測，及時預報落點。而且被火箭殘骸砸中的概率應該還遠低於被隕石砸中、走在路上被雷劈中、小行星撞上地球的概率。
根據網絡相關數據估算，在流星雨爆發的時段，每小時約有1000~20000顆隕石落向地球，而普通人被200g以上的隕石砸中的概率是7億分之一；作為對比，普通人一生中被雷劈的可能性是1.2萬分之一。這樣一比較，我們根本不需要為這樣的事憂心忡忡。
我國已成功開展 殘骸精准回收試驗
除了這些殘骸處理方式，一直以來，火箭設計師們還在尋找對策，降低火箭殘骸的威脅。近年來的一些試驗，讓殘骸的精准降落和回收成為可能。
火箭設計師錢航介紹，2019年，長征火箭首次采用柵格舵分離體落區安全控制技術，火箭的一級落點實現了精確控制。
此次試驗的柵格舵由眾多薄薄的柵格壁鑲嵌在邊框內構成，安裝在火箭一子級上。火箭發射升空時，它緊貼箭體側壁，在一子級分離再入階段解鎖、展開，並按指令轉動控制一子級的姿態和飛行軌跡，發射當天，火箭一級的殘骸在貴州黔南布依族苗族自治州被找到，落點正位於事先設定的落區范圍內，這意味著，我國運載火箭首次“柵格舵分離體落區安全控制技術”試驗取得成功。
柵格舵
2020年，長征火箭在發射任務外，助推器首次驗證了基於降落傘的落區控制技術。在此次任務中，研制人員給火箭的一個助推器安裝了多個降落傘，在墜落過程中降落傘先後展開，成功控制了助推器墜落時的姿態和方向。
錢航說，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。根據定位到的落點位置，研制人員在25分鍾之內就找到了火箭殘骸。而此前完成這項工作短則需要幾小時，長則需要數月。
火箭成功發射後助推器精准落地
後續研制人員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。相信不久的將來，火箭殘骸對落區的影響將會越來越小。
現階段除了可回收的箭體外，箭體難逃成為殘骸的命運,
它們的生命轉瞬而逝，卻絢爛無比
它們與研制火箭的火箭人，具備一樣的秉性
舉足輕重 榮辱不驚
使命必達 不求回報
燃燒生命 無畏無悔
閃耀人生 照亮未來！
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