长征五号B遥三运载火箭末级残骸轨处于失重状态吗?

中国新一代大型运载火箭长征五号于2016年11月首飞, 2019年12月27日长征五号遥三火箭成功发射,2020年5月5日,长征五号B遥一火箭首飞成功。今年的7月下旬到八月初,长征五号遥四火箭将在海南文昌航天发射场择机发射我国首个火星探测器——“天问一号”。

长征五号有着庞大的“身躯”和强大的“心脏”,还有诸多江湖称号,比如“胖五”“大火箭”“胖火箭”和“冰箭”等,更是十年铸箭,万人铸箭。新一代运载火箭工程中,已经“亮相”的有长征六号、长征七号和长征五号,分别是新一代小型、中型和大型运载火箭。在2006年,长征五号率先由国家立项。后经航天人历时 10 年研制成功,谱写了一曲新一代大型运载火箭研制的激昂篇章。

长征五号是新一代运载火箭中第一个立项研制的型号,按照系列化、组合化、模块化思想设计,采用5米直径箭体结构、无毒无污染的液氧/煤油和液氢/液氧推进系统、全新高可靠电气系统、以“新三垂”为代表的全新测试发射模式,使中国火箭的运载能力大幅提升,火箭整体性能和总体技术达到国际先进水平。

如果长征五号站立在地面,“身高”达到约57米,相当于20层楼那么高,芯级“腰围”直径5米,助推器“腰围”直径达3.35米。这是目前中国火箭家族中直径最大的,此前中国现役火箭箭体直径最大的只有 3.35 米,也就是胖五的大长腿比得上传统火箭的身子骨。在运载能力上,长征五号系列火箭具备近地轨道25吨的运载能力,比现役火箭的运载能力提升了2.5倍,好比可以一次将 16 台小轿车送入太空,绝对算得上“大力士”的美誉。长征五号的“心脏”——8台全新研制的120吨液氧煤油发动机被装配在4个助推器上,4台全新研制的氢氧发动机在一级和二级火箭上各装配了两台。120吨液氧煤油发动机的威力到底有多大?打个形象的比喻,120吨液氧煤油发动机产生的最高压强达500个大气压,相当于把上海黄浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。不同于目前使用化学燃料的常规火箭,在“胖五”身体中流淌的“血液”是采用无毒、无污染的液氢液氧作为推进剂。在800多吨的身体里,90%是推进剂,其中有两种是低温推进剂:-252℃ 的液氢和-183℃的液氧。-252℃的温度已经接近低温的极限,“冰箭”一名正源于此。

运载火箭将卫星或飞船发射送入太空,正是一个自我牺牲的过程:“肢体”完成加速使命一节节地分离之后,有的进入更遥远的太空,有的坠入大海,有的坠落地面。火箭飞行过程中掉下来的部分称之为残骸。实际上,火箭残骸包括很多种类。按照火箭残骸的产生流程,可大致分为如下几个部分:

部分残骸是在火箭发射后几乎马上就会重新返回地面,甚至在火箭刚开始呼啸震动时就开始“掉渣/残骸”。这其实往往是保温泡沫或结的冰。不过我们常说的残骸都是指火箭的大残骸,以我国载人航天所使用的神箭长征二号F(CZ-2F)运载火箭为例,在发射后三分钟内,火箭的逃逸塔、助推器、一级火箭、整流罩等重要组成部分会相继程序分离,由于上升的高度不高,很快就坠落回地面了。我国三大传统发射场——酒泉、太原、西昌都位于内陆,每次发射后都需要回收这一批残骸。而在我国的新发射场——文昌发射场,它位于海南省,也就是在海边,我国新一代的大型中型火箭(CZ-5、CZ-7)就在这里发射。每次发射完火箭的残骸都直接掉到公海里,不会造成任何的威胁,所以也就不用回收了。

大部分火箭的二级或三级往往会飞得更高,它们实际上已经进入了太空。如果星箭分离时处于低地球轨道,那么靠近大气边缘的气体足以造成阻力,拖拽着火箭二级不断减速、降低轨道高度,会在一段时间以后再入大气层。不过大家不用担心这部分火箭造成的威胁,它们没有任何的防护措施,进入大气层时速度很大,由于与大气层空气剧烈摩擦会在天空中变成美丽的流星而焚烧殆尽。值得一提的是,此次长征五号遥四火箭发射火星探测器,在火箭与探测器分离时,火箭末级的速度已经超过了11.2千米/秒的第二宇宙速度,完全脱离了地球引力,将成为绕太阳运转的一个人造行星。

火箭残骸会落在空旷开阔场地火箭发射前一周,负责残骸回收的工作组就会奔赴“落区”。火箭的落区是经过轨道设计的,会避开城市、景区等人员密集地区和各种重点建筑、设施,大多是选择在地广人稀的偏远山区或大漠戈壁。这些地区有的山高谷深、重峦叠嶂,有的悬崖峭壁、河急滩险,有的黄沙荒漠、连绵不绝。要是遇上连日阴雨,出现塌方和滑坡,更是让落区回收工作“险象环生”。每到一个地方,工作组都要召集当地公安、消防、林业、交通、教育等部门召开动员部署会,落区工作人员通过广播、短信、微信等形式将火箭发射的消息通知附近居民,做好宣传动员。有时,落区工作人员还会挨家挨户进行检查督导和提醒,确保宣传动员家喻户晓、人人皆知。火箭升空前一小时,落区上空会响起防空警报,工作组将所有人全部疏散到空旷、开阔的场地,确保人员生命安全。火箭发射升空后,会做好对空观察,及时避让火箭残骸。经过几分钟至十几分钟的等待,火箭残骸划过天空,落入提前计算出来的预定区域。工作组会利用声音、定位系统、地形图等预判落点位置,并通过前方观察哨确认残骸具体落点,组织人员对残骸现场进行保护。残骸回收分队会第一时间赶赴残骸落点,组织技术人员将残骸上的火工品和剩余燃料进行清理,然后对残骸进行切割、分解、回收。

广州日报全媒体文字记者:肖欢欢 通讯员 钱航
广州日报全媒体图片记者:肖欢欢 通讯员 钱航
广州日报全媒体编辑:陈雅诗

原标题:长征五号B遥二运载火箭末级残骸已再入大气层 来源:央视新闻

据央视新闻消息,据中国载人航天工程办公室消息,经监测分析,2021年5月9日10时24分,长征五号B遥二运载火箭末级残骸已再入大气层,落区位于东经72.47°,北纬2.65°周边海域,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。

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