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假如掉在美国,我们需要赔偿吗?西方炒作长征五号芯级即将坠毁!

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First image of rogue 21-ton Chinese rocket shows it glowing 435 miles above Earth's surface just days before it is set to make an uncontrolled reentry that could rain debris over NYC
“流氓”的中国火箭的照片显示,几天后它将不受控制的再入地球,可能在纽约上空留下碎片
INCOMING! Chinese rocket falling to Earth ‘will crash on Saturday’ after panicked scientists reveal it’s out of control
快来了! 惊慌失措的科学家们称失控的中国火箭“将在周六坠毁”

  是不是很吓人?这就是这几天西方媒体头版头条的标题,中国在2021年4月29日发射了“天和号”核心舱,其运载火箭将在预计在本周末重返地球!


  坠毁的到底是什么东西?

  天宫核心舱发射不久就有吓人的标题出现,比如“4月29日中国发射的21吨物体即将坠毁”,给人的感觉就是天宫核心舱即将坠毁的感觉,但其实这是长征五号的“芯级火箭”。


  现代火箭都是多级火箭,为了将航天器快速送入轨道,会将火箭设计成多级,比如二级或者三级,然后烧完一段就丢一段,最后三级火箭会带着飞船或者卫星送入轨道。此时三级火箭的速度只比卫星略低,但这个庞然大物显然无法长期呆在轨道上,因此会受到大气阻力,追歼坠毁(也有长期逗留轨道变成太空垃圾的高轨卫星发射的三级火箭或者上面级)。


  而长征五号则属于助推器+芯级火箭,是属于真正的一级半火箭,4个3.35米直径的助推器起飞时提供了大部分推力,剩下的芯级两台Y-77发动机再将载荷送往高轨道,真正的一级半火箭入轨。


  长征五号有多个任务配置,不同的助推器和芯级或者芯一级二级配合,总共有A、B、C、D、E、F等多个型号,不同的任务会有不同的配置,“天和号”核心舱的发射是长征五号B,而最后与核心舱分离的是CZ-5B R/B,也就是芯级火箭。

  坠毁的区域会在哪里?如果坠落在美国,会有什么后果?

  对于航天器坠毁的准确地点预测一直是个难题,因为在轨时稀薄大气阻力后的轨道衰减计算非常困难,另外根据观测CZ-5B R/B还在不断翻滚中,比如欧盟太空监视与跟踪(EU SST)获得的图像发现,在两个雷达在通过过程中的信噪比(SNR),分别每2.5秒和4.5秒可见一个峰值,这表示旋转速度很快,正在快速翻滚中,因此落点更难计算。

  雷达MFDR-LR在通过过程中检测到多普勒变化,周期为4.5秒,这有助于推断物体的旋转


  一般像这种物体重返大气层时,只有在最后几个小时时才能大致评估其落点,而且误差还可能高达数百千米以上!

  太平洋航天器的坟场

  一般可控的轨道溅落时一般都会在南太平洋的航天器坟场,因为这里远离大陆,坠毁在这里明显是最安全的,比如我国的天宫目标飞行器就是可控坠毁在这里。为什么CZ-5B R/B不可可控坠毁呢?这和天宫目标飞行器以及其他在轨卫星存在姿态以及轨道维持发动机,可以大致控制坠毁的轨迹。


  尽管CZ-5B R/B具有主发动机,但脱离后已经处在翻滚中,也没有姿态恢复控制,因此CZ-5B R/B当前属于不可控坠毁。

  它的落点会在哪里?

  “天和号”核心舱的高度是352 x 384 km,轨道倾角是41.5°,因此CZ-5B R/B的轨道倾角也一样,只是它的轨道已经衰减到了153 x 251 千米,它可能会溅落在南北纬41.5°内的任何区域,从理论上来看,每个点的概率是一样的,但随着高度降低,其落点将会逐渐明朗。


  如果落在美国会怎样?

  各位可能会担心泄密问题?其实芯级火箭是结构件,薄壁件占了大部分,因此在穿过大气层时候大部分都会解体烧毁,而其中质量比较密集的发动机以及涡轮泵这些,确实可能会比较完整的坠落地面造成泄密这种情况。


  当然我们更担心的是万一砸到人怎么办?有人回来赔偿损失吗?在国内好办,但在国外是怎么处理的?你不用担心,这个还有先例和国际法,1967年10月签署的联合国《外太空条约》就有拓展协议《太空赔偿协议》中有规定,如果航天器碎片撞击伤到人,拥有国是需要赔偿的。

  去年发射的长征七号火箭二级箭体在美国加利福尼亚附近再入大气层


  比较有意思的是,迄今为止尚未有官方对航天器坠毁造成的损失赔偿,比如1979年,NASA首个空间站“天空实验室”(Skylab)的碎片掉到澳大利亚西部艾斯波兰斯郡,尽管没有造成人员伤亡,但大量花花草草被砸坏了不是,因此当地民众以“乱丢太空垃圾”为由,向美国提出400美元罚款,而NASA选择置之不理,不过2008年时,一名来自美国加利福尼亚的DJ向听众募集了400美元,并把支票寄给艾斯波兰斯郡。


  假如真的砸到了地面造成了经济损失,作为负责人的大国,一定是会做出赔偿的,不是有法可依么,照章办事即可。

  CZ-5B R/B真的很危险吗?

  其实关于CZ-5B R/B载入的危险性,欧盟太空监视与跟踪(EU SST)的评价是比较中肯的,物体可以在±41.48的纬度带内重返地球。在这个区域内,地球表面的大部分被海洋或无人居住的区域覆盖,因此对地面人口稠密地区造成影响的统计概率很低。


  比如上个月就有猎鹰9号火箭坠毁在西雅图,还有掉落在华盛顿州的,对于火箭残骸坠落的控制,一直都是麻烦事,除非回收,但很明显在大气层外的回收难度极高,而且成本也很高。


  而事实上每天至少有一件太空垃圾重返地球,但从1960年代以来,还没有因为砸到人而被正式起诉赔偿,比如2003年美国哥伦比亚号航天飞机在德克萨斯上空解体,百万个碎片像散弹枪一样轰击地面,也没有造成人员伤亡。


  所以根本无需担心,怕什么,砸到了就赔喽,总不能不发射火箭吧!

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