长征五号B残骸坠落地球，外媒制造“恐慌”，美国能回收大火箭？

2022年7月24日，长征五号B运载火箭成功发射“问天”实验舱，掀起中国空间站在轨建设的新高潮。西方媒体对“天宫”的报道一笔带过，反而再一次热炒长征五号火箭残骸重返大气层“有可能砸到人”。

或许是对火箭缺乏了解，国内的一些朋友也跟着担心起来，说人家美国的火箭早就实现了可回收并重复使用，咱们的长征火箭还是一次性的，既浪费又危险，是不是太落后了？

随着科学技术的进步，太空发射活动越来越频繁，从天上掉东西这事也越来越常见，不仅有各种报废的卫星，也包括发射卫星的火箭残骸。国际空间站更换储能电池后，直接用机械臂把几吨重的旧电池朝下扔。

长征五号B在发射“问天”实验舱的过程中，火箭四个助推器在起飞后约3分钟关机并与火箭分离，整流罩则在1分钟后被抛弃。

整流罩的作用是减少空气阻力，防止空气摩擦对发射载荷造成气动加热，抛掉整流罩就意味着火箭已经达到100公里高度，“飞出了大气层”，可以把它抛弃以减轻重量。由此我们可以推断，长征五号B的四个助推器是在大气层内就分离并落入南海海域。

与长征五号标准型不同，长征五号B是为空间站发射任务专门打造的“一级半”火箭，这个“半级”指四枚助推器，它们为火箭起飞贡献了约90%的推力；而长五B的“芯一级”负责将“问天”实验舱加速到7.9公里/秒的高速度，以追上在轨运行的天宫空间站。

当“问天”的飞行高度与速度达到计划要求后，长征火箭一级发动机关机并与载荷分离。也就是说在连续运行500秒之后，火箭就处于没有推力且“不受控”的状态。

火箭发动机关机之后并不会立刻就掉下来，因为它的速度快啊，所以就会跟实验舱一起绕着地球飞。实验舱上装了小发动机，它能在地面控制下变轨并且慢慢靠近空间站。

长征五号一级火箭的燃料耗尽，发动机也就不能再启动，变成了一个“火箭残骸”。

虽说是“出了大气层”，但在距离地面一两百公里的高度还是会有稀薄的空气，空气阻力不停地给火箭残骸减速，并最终让它掉回地面。西方媒体拼命炒作的，就是火箭残骸落回地面这件事。

长征五号B火箭能将重达25吨的有效载荷发射到距离地面400公里的近地轨道，它的一级火箭有33.16米高，直径达5米，起飞总质量达186.9吨。由于火箭里边装了165.3吨推进剂，因此一级火箭的“干重”只有21.6吨。

但不管怎么样，一个20多吨重、11层楼高的大家伙，从200公里高的天上掉下来，砸到花花草草也就算了，这要是掉在城市里，砸到人......想想也挺可怕的不是吗？

我们在文章开头说了，现在火箭发射频繁，天上掉东西的事情很常见，与长征五B类似，欧洲阿丽亚娜火箭的助推器就经常掉到海里，与在一旁打捞的橡皮艇比起来也显得十分巨大。

火箭助推器大多在大气层内分离，它们掉落的位置不远，并且落点可以预测，只要事先撤离相关区域的人就不会造成伤害。怕就怕你不知道它会掉在哪儿，冷不丁天上掉一个大火箭下来。

在宣传上，西方媒体玩了一个花招，他们只讲长征五B有21吨重、很庞大，却只字不提这个火箭残骸会在大气层里基本烧光，实际落到地面的东西非常少。

与马斯克亮闪闪的不锈钢“星舰”不同，世界上绝大多数火箭都是用很轻的铝合金制造。因为铝合金有足够的强度，同时密度低、足够轻，能用最小的代价送卫星上天。

长征五号B火箭壳体厚度大约只有3毫米，这与5米直径的大块头比起来简直可以用“薄如蝉翼”来形容。长五B的燃料储罐也是用铝合金打造，却能承受极高的内部压力，如果把它按比例缩到易拉罐的大小，火箭燃料储罐的厚度仅是易拉罐的三分之一！

当地球之外的小天体进入到大气层时，它会与大气层里的空气分子发生高速碰撞与挤压，这种碰撞的能量传递到小天体表面产生近2000℃的高温，于是我们就能看到闪亮的火流星。

空气的气动加热适用于一切高速进入大气层的物体，包括陨石、载人飞船、失效的卫星和火箭残骸。

载人飞船依靠特殊的“防热大底”来阻隔和蒸发热量，从而保护飞船里的航天员，火箭残骸没有防热措施，它会在高速再入大气层时被加热到一两千度。我们知道铝的熔点为660.37℃，所以长征五号B薄薄的壳体将在高空迅速软化、破碎、变成铝液滴。铝是一种化学性质非常活泼的金属，高温铝液滴会与空气中的氧气发生化学反应，剧烈燃烧，变成一团团明亮的火球，化为灰烬。

并非火箭残骸的所有部分都能在大气层里烧完，比如猎鹰火箭里边碳纤维的燃料储罐，以及土星五号发动机的喷口。

有一些零件本身就耐高温，又或者随着高度的下降，残骸坠落的速度大幅度衰减，温度降低。于是就会有一些残骸以大约90米/秒的速度砸向地面或者掉进海里。

你可能会说，为什么我们不造像美国“猎鹰9号”或“猎鹰重型”那样的火箭？只要把火箭回收，就可以不必担心它会砸到人，并且还能节省发射成本。难道我们还不如美国一家私人公司？

垂直着陆并不是什么高深的技术，中、美航天器在月球表面着陆的难度要大得多。但将它用于火箭的商业化飞行，并且成功回收上百次，SpaceX是唯一的一家。

“猎鹰”火箭只能回收它的第一级，它就像长征五号B的助推器一样，不会飞出大气层，因此它们的末端飞行速度不快，可以用比较少的燃料来减速、调整飞行姿态，然后垂直降落到着陆区。

由于返回时需要开启火箭发动机，火箭里也得保留一部分燃料，这些燃料是在发射时就装在火箭里的，相应地就大幅度减少了火箭的有效载荷。

“猎鹰-9”火箭理论上最多能推22.8吨的卫星到近地轨道，只比长征五号B差一点。但要想回收它的一级火箭就只能运16.25吨，送“问天”实验舱还差很远。

“猎鹰重型”将三枚猎鹰一极火箭捆绑，其近地轨道全推力运载能力达63.8吨，按理说发射中国空间站没问题。但是到目前为止，这款火箭三次发射中最重的是一颗6.4吨的卫星（Arabsat-6A）。

所以，包括美国在内，世界上能发射中国空间站三大模块同时又可控回收的火箭只存在于PPT上，以及某些网友的想象中。

实际上SpaceX不是没想过回收“猎鹰9”的二级火箭，但由于将第二级火箭从23倍音速降到可接受的速度需要消耗太多燃料，根本就没办法发射卫星，最后不得不放弃。“星舰”？等它成了再说。

我们要的是高成功率，资金宝贵，时间更宝贵，炸不起。

讲了这么多，你可能还在关心长征五号B残骸掉下来，会不会真像外媒讲的那样砸到人？答案是有这个可能性，但概率极低。

长征五号B一级残骸中的绝大部分会在大气层中烧尽，其余像发动机的高温合金、一些不燃的复合材料、绝热管、以及少量轻薄的部件会落回地（海）面。但据哈佛天体物理学家乔纳森·麦克道尔的说法，火箭坠落地球后击中人的概率仅为几十亿分之一，相比之下，人被陨石命中的概率大约是7亿分之一，一个人一辈子遭雷劈的概率是12000分之一。

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参考资料与图片来源：

1、CCTV：直播“长征五号B遥三火箭发射问天实验舱”

2、维基百科：大气再入，猎鹰9，猎鹰重型，长征五号，国际空间站，铝

3、南华早报：“我们应该担心中国火箭撞击地球的空间碎片吗？”

4、Space网站：“不要对本周末的中国太空垃圾坠毁事件感到恐慌”

5、Theverge网：“SpaceX火箭碎片坠落在华盛顿的农场”