中国空间站新舱段升空 火箭残骸问题未解

(德国之声中文网) 中国空间站“天宫”的第一个舱段“天和”核心舱是在2021年4月升空的，在此次“问天”实验舱以及今年10月的“梦天”实验舱升空并与“天和”核心舱完成对接后，中国空间站的第一期工程就能宣告完工。

目前，中国空间站上共值守着三名航天员，都属于“神舟十四号”飞船乘组。除了核心舱、实验舱，“天宫”空间站还与“神舟”载人飞船、“天舟”货运飞船保持对接。用于发射这两款飞船的“长征二号F”以及“长征七号”火箭采用了相对成熟的技术。而用于发射核心舱、实验舱的“长征五号B”重型运载火箭则自2020年春天首飞以来屡屡引发争议。

独特构型造成的麻烦

该型火箭2020年首飞时，在完成将载荷送入轨道的任务后，就关闭了发动机，随后就在无控状态下于近地轨道飞行。在经历了一个星期的轨道自然衰减后，火箭残骸坠入西非国家科特迪瓦境内，损坏了数栋房屋。2021年该型火箭第二次发射即是运送“天和”核心舱任务，同样是在完成运送任务后进入了一个多星期的无控飞行状态，引发了世界各国的担心，最终坠入了马尔代夫附近海域。

许多航天领域专家都指出，“长征五号B”重型运载火箭的无控再入大气层是一种“有问题的设计”。天体物理学家琼斯（Andrew Jones）2021年就指出，重达约20吨的“长征五号B”第一级残骸大约每90分钟就会绕地球飞行一圈，且无法预计其何时再入大气层，“最可能的情况是未被重入大气层时产生的高温熔化的碎片会落在大海或无人居住的地区 ， 但也存在着对人或财产造成损害的风险。”

欧洲空间局负责“阿丽亚娜5”重型火箭的高级工程师阿巴特(Rüdeger Albat)在2021年接受德国之声采访时也表示：“我们欧洲的火箭，在一开始设计时，就不会让第一级入轨！沉重的火箭第一级，不会飞入轨道绕着地球转圈，而是会在分离后沿着一条抛物线弹道飞行。这样的话，它的轨迹就能提前精确计算出来，便于我们在发射前就计划好让它在太平洋指定区域坠落，从而能够提前规划好禁航区，以免对船只和船员造成风险。这里的关键点是：不让火箭第一级飞得太高太远，就能提前计算好轨迹。”

阿巴特指出，和“长征五号B”的“一级半”构型(即除了助推器只有第一级)不同，“阿丽亚娜5”系列火箭均有第二级。这意味着，抛弃燃料耗尽的第一级后，最终将空间站舱体或卫星等有效载荷送入轨道的，是小得多也轻得多的火箭第二级；哪怕再入大气层时发生故障导致不可控，第二级火箭残骸相比又大又重的第一级残骸更容易烧毁，对地表的风险也要小得多。

在前两次发射时，中国官方都指责境外舆论“无端炒作残骸风险”，并强调“火箭末级再入大气层烧蚀销毁，这是国际通行做法。”但是，由于“长征五号B”独特的“一级半”构型，其“末级”就是“第一级”，和其他火箭较为轻型、再入大气层时几乎能完全烧毁的“末级”完全不在同一个重量级。

或可增加可控再入功能?

欧空局的重型火箭专家阿巴特指出，“一级半”构型的最大好处就是“结构简单、适合运送低轨道的较重载荷，比如空间站舱段”。阿巴特还表示，沉重的第一级残骸在再入大气层时，如果使用发动机两次点火等技术，就能够避免“无控再入”之情形。不过，他也强调，作为欧空局工程师，他并不了解“长征五号B”的具体技术情况。

根据公开资料，“长征五号B”的姊妹型号“长征五号”就在第二级发动机上装备了两次点火技术，从而实现火箭残骸可控再入大气层、前往指定区域坠毁。

近年来，各国航天器无控坠入大气层的情况屡屡发生。但是，美国哈佛大学天文物理学家Jonathan McDowell在2021年指出，除了“长征五号B”，无控坠毁的要么是比较小的残骸，要么是比较大的航天器出现了故障。“10吨以上的航天器，从一开始就设计成无控坠入大气层的模式，除了长征5B别无第二种。”

目前暂不清楚此次发射“问天”实验舱的“长征五号B”是否进行了相应的改装从而避免“无控再入”。

在“问天”升空后，一级半构型的“长征五号B”重型火箭至少还有两次任务：分别是今年10月运载“梦天”实验舱以及2023年或2024年运送“巡天”太空望远镜。

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