中國長征五號火箭為何墜落?可能掉在哪?分析一次看

可以確定的是,長征火箭主體結構正以大約 41 度的仰角繞著赤道,也就是說任何殘骸都將會落在北緯 41 度和南緯 41 度之間。
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本篇來自合作媒體中央社,INSIDE 經授權轉載。

中國發射的長征五號 B 遙二火箭在不受控制情況下墜落,部分殘骸可能會落在地球未知地點。不過專家表示,殘骸掉在人口密集處的可能性微乎其微。

以下是針對長征五號 B 遙二火箭殘骸墜落的相關分析:

長征火箭為何墜落?

長征五號 B 遙二火箭在 4 月 29 日搭載中國太空站「天和」核心艙,從海南省文昌航天發射場發射,天和核心艙在飛行 492 秒後脫離長征火箭主體結構,直接進入原本預定的軌道。

長征火箭藉由主體結構和 4 個推進器將酬載直接送入低地軌道,不過這個主體結構也曾在軌道內,而且因為與大氣層之間的交互作用越來越強,使火箭往地球方向墜落。

若是如此,這將是太空飛行器在不受控制情況下重返大氣層的最嚴重事件之一,且有可能會落在有人居住的地點。

據科學網站 Phys.org 報導,中國太空計畫地面工程師無法控制長征火箭墜地的曲線,但那不是因為出現技術問題,而是因為原本在設計上就是如此。

這類物體在重返地球過程中,往往會因為跟大氣層摩擦而燃燒殆盡,但因為長征火箭過於龐大,科學家認為幾乎可以確定會有相當大的剩餘部分會穿透大氣層,落在地球表面。

最可能的情況是甚麼?

最有可能的情況是,沒被大氣層高溫毀損的任何殘骸,會落在海洋或無人居住的地區,但仍有造成人員或財產損失的可能性。

考量火箭的高度在距離地表 150 公里到 250 公里之間,重返大氣層非常難以預測。

歐洲太空總署(European Space Agency,ESA)負責工程與研發創新的主管波布林斯克伊(Nicolas Bobrinskoy)表示,因為低層大氣更容易發生密度變化的狀況,「我們無法確切斷定什麼時候會發生」。

截至歐洲時間 7 日晚間,有預測認為火箭會在格林威治標準時間 8 日 21 時(台北時間 9 日清晨 5 時)至 9 日 7 時(台北時間 9 日下午 3 時)之間重返大氣層。

但波布林斯克伊指出,即使是在重返大氣層前一個小時,不確定性依然很高。

可以確定的是,長征火箭主體結構正以大約 41 度的仰角繞著赤道,也就是說任何殘骸都將會落在北緯 41 度和南緯 41 度之間。

希臘、西班牙和北非地區都在內,還有美國和中國的大部分地區,但不包括法國和德國。

最有可能的接觸區域是水,因地球表面近 3/4 被海洋覆蓋。

巴黎文理研究大學天文台(Paris-PSL Observatory)的天文學家德萊菲(Florent Delefie)則說:「殘骸落在有人居住區域的機率很小,可能只有百萬分之一。」

即使火箭殘骸果真落在建築物,撞擊的速度也會相對較慢,大約是時速 200 公里,相較之下,隕石撞擊地球的速度可達每小時 3 萬 6000公 里。

過去最嚴重的威脅是甚麼?

重達 76 噸的美國國家航空暨太空總署(NASA)Skylab 太空站,在 1979 年重返大氣層是最嚴重也是最廣為人知的意外事件,這起失控的意外造成殘骸散落在印度洋與西澳州(Western Australia)。

2020 年,另一枚長征火箭的殘骸落在非洲國家象牙海岸的村莊,雖然毀損了建築物,但沒有造成人員傷亡。

從 60 多年前人類進入太空時代至今,約有 6000 個失控物體重返地球大氣層,只有一次殘骸打到人。

這個問題可如何避免?

天文學家麥道威(Jonathan McDowell)表示,他期望天和核心艙與火箭脫離後,中國能夠加強火箭主體以執行受控的脫離軌道作業,「我認為按照目前標準而言,火箭不受控重返大氣層是無法容忍的」。

他說,「自 1990 年以來,沒有任何超過 10 噸的殘骸蓄意留在軌道且不受控重返大氣層」,沒有 4 個推進器或推進器內沒有燃料時,長征五號 B 遙二火箭主體淨重大約是 21 公噸。

其他國家如何避免這個問題?

大多數一次性火箭的第一節都無法達到軌道速度,不會重返大氣層並落在原本預定的重返區。其他一些較大火箭的第二節則會執行離軌點火以降低高度,減少在軌道上的時間,並降低與其他太空飛行器相撞的機會,或是立即重返大氣層。

歐洲太空總署的波布林斯克伊表示,「中國應該想到利用制動火箭系統,俄國在把和平號太空站從地球軌道移除時,就是使用這個裝置。」制動火箭系統可在太空飛行器重返地球的降落前幾秒鐘啟動,以減緩飛行器著地時的速度,降低撞擊力道。

先前曾有人猜測,長征五號 B 遙二火箭的主體將執行自動脫離軌道,但這個狀況似乎沒有發生。長征五號運載火箭總指揮王珏 4 月 29 日在文昌航天發射場的記者會表示,(中國)第 2 次的發射比首次明顯改善,但並未提及脫軌作業。

美國軍方用來追蹤太空飛行器和其他太空物體的地面雷達已偵測到一個物體,並歸類為長征火箭主體,這個長約 30 公尺、寬 5 公尺,被標定為 2021-035B 的火箭主體,以每秒超過 7 公里的速度移動。

責任編輯:MindyLi
核稿編輯:Anny

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