中國空間站新艙段升空 火箭殘骸問題未解

(德國之聲中文網) 中國空間站“天宮”的第一個艙段“天和”核心艙是在2021年4月升空的，在此次“問天”實驗艙以及今年10月的“夢天”實驗艙升空並與“天和”核心艙完成對接後，中國空間站的第一期工程就能宣告完工。

目前，中國空間站上共值守著三名航天員，都屬於“神舟十四號”飛船乘組。除了核心艙、實驗艙，“天宮”空間站還與“神舟”載人飛船、“天舟”貨運飛船保持對接。用於發射這兩款飛船的“長征二號F”以及“長征七號”火箭采用了相對成熟的技術。而用於發射核心艙、實驗艙的“長征五號B”重型運載火箭則自2020年春天首飛以來屢屢引發爭議。

獨特構型造成的麻煩

該型火箭2020年首飛時，在完成將載荷送入軌道的任務後，就關閉了發動機，隨後就在無控狀態下於近地軌道飛行。在經歷了一個星期的軌道自然衰減後，火箭殘骸墜入西非國家科特迪瓦境內，損壞了數棟房屋。2021年該型火箭第二次發射即是運送“天和”核心艙任務，同樣是在完成運送任務後進入了一個多星期的無控飛行狀態，引發了世界各國的擔心，最終墜入了馬爾代夫附近海域。

許多航天領域專家都指出，“長征五號B”重型運載火箭的無控再入大氣層是一種“有問題的設計”。天體物理學家瓊斯（Andrew Jones）2021年就指出，重達約20噸的“長征五號B”第一級殘骸大約每90分鐘就會繞地球飛行一圈，且無法預計其何時再入大氣層，“最可能的情況是未被重入大氣層時產生的高溫熔化的碎片會落在大海或無人居住的地區 ， 但也存在著對人或財產造成損害的風險。”

歐洲空間局負責“阿麗亞娜5”重型火箭的高級工程師阿巴特(Rüdeger Albat)在2021年接受德國之聲采訪時也表示：“我們歐洲的火箭，在一開始設計時，就不會讓第一級入軌！沉重的火箭第一級，不會飛入軌道繞著地球轉圈，而是會在分離後沿著一條拋物線彈道飛行。這樣的話，它的軌跡就能提前精確計算出來，便於我們在發射前就計劃好讓它在太平洋指定區域墜落，從而能夠提前規劃好禁航區，以免對船只和船員造成風險。這裡的關鍵點是：不讓火箭第一級飛得太高太遠，就能提前計算好軌跡。”

阿巴特指出，和“長征五號B”的“一級半”構型(即除了助推器只有第一級)不同，“阿麗亞娜5”系列火箭均有第二級。這意味著，拋棄燃料耗盡的第一級後，最終將空間站艙體或衛星等有效載荷送入軌道的，是小得多也輕得多的火箭第二級；哪怕再入大氣層時發生故障導致不可控，第二級火箭殘骸相比又大又重的第一級殘骸更容易燒毀，對地表的風險也要小得多。

在前兩次發射時，中國官方都指責境外輿論“無端炒作殘骸風險”，並強調“火箭末級再入大氣層燒蝕銷毀，這是國際通行做法。”但是，由於“長征五號B”獨特的“一級半”構型，其“末級”就是“第一級”，和其他火箭較為輕型、再入大氣層時幾乎能完全燒毀的“末級”完全不在同一個重量級。

或可增加可控再入功能?

歐空局的重型火箭專家阿巴特指出，“一級半”構型的最大好處就是“結構簡單、適合運送低軌道的較重載荷，比如空間站艙段”。阿巴特還表示，沉重的第一級殘骸在再入大氣層時，如果使用發動機兩次點火等技術，就能夠避免“無控再入”之情形。不過，他也強調，作為歐空局工程師，他並不了解“長征五號B”的具體技術情況。

根據公開資料，“長征五號B”的姊妹型號“長征五號”就在第二級發動機上裝備了兩次點火技術，從而實現火箭殘骸可控再入大氣層、前往指定區域墜毀。

近年來，各國航天器無控墜入大氣層的情況屢屢發生。但是，美國哈佛大學天文物理學家Jonathan McDowell在2021年指出，除了“長征五號B”，無控墜毀的要麼是比較小的殘骸，要麼是比較大的航天器出現了故障。“10噸以上的航天器，從一開始就設計成無控墜入大氣層的模式，除了長征5B別無第二種。”

目前暫不清楚此次發射“問天”實驗艙的“長征五號B”是否進行了相應的改裝從而避免“無控再入”。

在“問天”升空後，一級半構型的“長征五號B”重型火箭至少還有兩次任務：分別是今年10月運載“夢天”實驗艙以及2023年或2024年運送“巡天”太空望遠鏡。

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