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明日将有火箭残骸坠落云南这是真的吗?明日将有火箭残骸坠落云南背后的真相

【注意】明日起,国际航班将有大调整!

3月26日民航局宣布

国内每家航司至任一国家航线

只能保留1条

每航线每周班次不超1班

调减航班自3月29日起开始执行

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国航

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南航

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东航

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海航、首都航

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△注:此航班时刻表从3月29日起执行,目前海航的两个国际航班周几执飞待定。

厦航

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吉祥航空

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春秋航空

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△3月29日-5月2日期间,除以上国际航班外,春秋航空其余国际航班均取消。

多地陆续出台入境防疫新政

另外,继北京之后,广州、上海、山东等地陆续出台入境防疫新政,严防疫情输入。

广州:自3月27日6时起,对所有经广州口岸入境人员(含港澳台地区,含中转旅客)实行核酸检测全覆盖,并集中隔离医学观察14天,集中隔离食宿费用自理。

上海:从3月28日零时起,对所有入境来沪人员一律实施为期14天的集中隔离健康观察。

山东:自3月27日起,凡从山东口岸入境的人员,均须就地集中隔离14天,在抵达集中隔离点当天和第13天各进行一次核酸检测。

火箭残骸如何回收?

大家都看过火箭发射,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:肢体完成加速使命后一节节地分离之后,有的坠落地面,有的坠入大海,还有的进入了更遥远的太空。火箭飞行过程中掉下来(分离出来)的部分称之为“残骸”。今天我们就来看看

实际上,火箭残骸包括很多种类。

按照火箭残骸的产生流程,

可大致分为如下三类:

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”。这其实往往是保温泡沫或结的冰。

不过我们常说的残骸指的是火箭上升过程中坠落回地面的重残骸。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,在发射后三分半钟内,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。由于这些火箭部分的速度没有达到进入轨道的条件,也就是比第一宇宙速度小得多,所以没办法继续飞入太空而受重力影响坠向地球,同时再入速度相对较低,残骸会回到地面上。为了避免这部分残骸对地面人员安全和重要设施造成影响,因此一般会通过制导方案设计,对火箭发动机关机条件进行规划,控制残骸落入指定的范围,甚至应用精确落点的控制技术,对残骸进行可控回收。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。每次发射完火箭的这部分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。

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长征二号F火箭基本结构

当我们看到火箭发射直播时听到“星箭分离”,指的是火箭成功将卫星送入预定轨道而与卫星分离了,这部分火箭是火箭的末级(或上面级)也就是最后一级。此时,火箭末级本身也达到了入轨速度,分离后和卫星处于同一轨道中。运载火箭在向近地点数百公里、远地点三万六千公里的地球同步转移轨道发射卫星时,其末级可能在轨“飘”数年甚至数十年之久;运载火箭在向近地轨道发射卫星时,其末级在星箭分离后会在轨“飘”数日到数月,而向太阳同步轨道发射卫星时,运载火箭末级则可能永远“飘”在轨道上。以近期首次发射的长征五号B(CZ-5B)火箭为例,该火箭于5月5日在文昌发射场成功将新一代载人飞船试验船等载荷送入预定轨道后,不到一周时间内火箭残骸再入大气层焚毁。

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长五B火箭

为了避免对卫星工作造成威胁,或与卫星的碰撞风险,火箭末级一般都有钝化处理和离轨措施。“钝化”就是让火箭变得“不敏感”,简单地说,就是将火箭末级剩余的燃料、高压气泄出,让电池自己短路,彻底消除火箭末级“自爆”的危险。对轨道高度较低的火箭,利用大气阻力效应衰减轨道,使火箭末级残骸自然陨落是一种国内、外通行,最为经济的方案,每年有大量各国运载火箭末级残骸通过这样的方法再入大气层。这些火箭末级位于低地球轨道上,靠近大气边缘的气体足以造成阻力,拖拽着火箭末级逐步降低高度,然后会在一定时间后再入大气层。不过我们不用担心这部分火箭残骸造成的威胁,它们没有任何的防护措施,其再入速度至少为第一宇宙速度量级,由于与稠密大气剧烈摩擦会在天空中变成美丽的流星而绝大部分焚烧殆尽。

火箭残骸回收主要工作

火箭发射前一周,落区工作组奔赴落区。落区多是偏远山区或大漠戈壁,地广人稀、交通不便。有的地方山高谷深、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、等形式将火箭发射的消息告诉落区群众,搞好宣传动员。落区工作人员还会挨家挨户进行检查督导,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,工作组将群众全部疏散到空旷、开阔的场地,确保落区群众生命安全。火箭发射升空后,做好对空观察,及时避让火箭残骸。经过十多分钟的等待,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,组织人员看管残骸现场。回收分队赶赴残骸现场,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。

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火箭残骸坠落后的照片

精确回收利器1一栅格舵控制技术

去年(2019年)长征二号丙火箭又一次成功把三颗卫星送入了预定的轨道,另外还取得了一项成果,就是实现了子级火箭的精确落地,简单来说就是让火箭的残骸精确降落在预定的地点。这个黑科技又叫"栅格舵控制技术",虽然我国运载火箭是首次运用这种技术,但是仍获得了试验的成功,因此成为世界上第二个掌握这种技术的国家。航天器的回收技术早已成熟,如今连航天助推器的残骸都能实现精准回收,真是让人刮目相看了。这种技术让运载火箭在未来重复使用成为可能,除了符合绿色环保的时代要求,也让航天发射的最后一个高危环节得到了有效的管控。

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安装栅格舵

中国运载火箭近年来的发射呈现高强度、高密度的态势,光是2018年就发射了38次,平均每月3次之多。因此火箭残骸降落带来的安全问题也越来越受人们关注。按照一直以来的惯例,火箭在发射前会事先划出一个供火箭残骸降落的地区,基本都是选择一些人烟稀少的地区,降落区为长宽70*30公里的范围。由此可见,在"栅格舵控制技术"出现之前,火箭残骸降落的随机范围很大。

栅格翼与栅格舵是类似的东西,只是安装在火箭上的不同位置了。它们与传统的气动舵面相比,在相同的飞行速度下,飞行器的气动控制效率要高得多,另外翼/舵产生的作用力也比传统舵面大得多。栅格翼是安装在火箭的前部,角度是固定的,主要是起到稳定火箭姿态的作用,而栅格舵安装在火箭后部(如助推器、子级),能够转动,能够控制运载火箭的方向。火箭升空时翼/舵是折叠紧贴着箭体的,因此不会影响火箭的飞行,当火箭冲出了大气层,助推器、子级就会逐个与火箭脱离,并重新回到大气层内。此时这些部件内的伺服器与传动结构就会按照系统指令对栅格舵进行释放与调整,完成降落前的转向、定位等动作。

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栅格舵:火箭精准控制的关键

精确回收利器2一降落伞控制技术

今年3月9日,我国用长征三号乙运载火箭成功发射第54颗北斗导航卫星。而在此次任务中,火箭助推器首次验证了基于降落伞的落区控制技术。当长征三号乙运载火箭将北斗卫星送入太空后,包括助推器在内的火箭残骸就会坠落地面。一般情况下,这种坠落是不受控的,会对落区周边居民的安全造成影响,这也是火箭发射任务中的一个难题。

而在此次任务中,研制人员给火箭的一个助推器安装了多个降落伞,在坠落过程中先后展开,成功控制了助推器坠落时的姿态和方向。以往助推的落区范围大概是30*90公里,是2700平方公里。通过翼伞来控制它,落到指定的点,这个面积会大幅缩减。

事实上,从提出方案到这次成功实现此次试验验证,已经跨越了10多年时间。那么,伞降控制究竟难在哪?此次试验又实现了怎样的突破呢?

难点是伞怎么打开。一个助推器大概有4吨的重量,它分离的时候速度大概是2000多米每秒,它的姿态是不受控的,所以在这种情况下怎么把伞打开,并且打开之后使伞不受破坏,也是比较难的一个地方。

要想解决这个问题,就需要找到一个准确的开伞时机,让助推器的角度、速度和姿态等指标都能满足开伞的要求。为了能够准确地抓住这个时机,研制人员在助推器上安装了一套测量装置,能够实时监测到助推器的位置和姿态。不仅如此,这套装置还基于北斗系统,实现在复杂野外山林地区的精准的定位跟踪,研制人员五分钟内就精确知道它的落点位置,相当于整个再入过程是全程跟踪可控的。

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长征三号乙运载火箭成功发射后助推器精准落地

这也是我国首次在火箭发射任务中实现残骸信息的实时接收、处理和显示。根据定位到的落点位置,研制人员在25分钟之内就找到了火箭残骸。而此前完成这项工作短则需要几小时,长则需要数月。

后续,团队将在前期搭载试验的基础上继续改进和优化方案,不断提升产品的可靠性,实现产品的批量化、低成本生产,进而大幅提高火箭残骸的落区安全性

今天关于火箭“残骸”的故事大家了解了吗?

随着中国航天事业的不断发展,

火箭残骸会威胁地面安全吗?随机坠落还是人为控制?

火箭是人类探索外太空的重要工具,有了它我们才能将各种气象、遥感、导航、军事、科学卫星,甚至是人类送入太空。

火箭其实就是一个大型穿天猴,但是我们玩过的窜天猴只能飞个十来米,而火箭要将数吨、甚至数十吨的有效载荷准确的送入数百公里高的预定轨道;

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它们所携带的燃料类型、数量、体积、以及制造技术的复杂程度根本不在一个档次上。

一个典型的火箭重量通常都在数千吨,而且结构非常复杂,包含的部件非常多,但是对我们唯一有用处的只是它头部搭载的卫星、或者是探测器、载人舱、货运飞船等等。

它们的重量一般只能占到火箭总重量的1%-1.5%,有效载荷占比非常低,就拿人类历史上最大的火箭土星5号为例;

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它的总量达到了3000多吨,其中火箭一级燃料加发动机加外壳就重达2200多吨,燃料自身的重量占了火箭总重的90%以上,而阿波罗飞船却只有45吨,这就相当于一头牛只能驼得动一袋面粉。

这足以见得飞出地球有多难,而在火箭点火的那一刻,整个火箭的绝大部分都将变为无用“残骸”,它们都是卫星的嫁衣,这也可以看出来发射一次任务有多么的奢侈。

问题是这些残骸在后续任务中要如何处理?

火箭的残骸主要分为三种:短时间内直接落后地面的部分;短期内在地球轨道运行后再入地球大气层的部分;永久停留在太空中,变为宇宙尘埃的部分。

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短时间落回地球

在火箭点火以后,我们就能看见火箭就已经在往下洒落“残骸”了,这其实是卫星外层的保温泡沫。它对地面的人员和设施没有危害。

在火箭升空以后的三分钟内,我们就会听到推进器分离、一级火箭分离、整流罩分离。

由于这时火箭所处的位置大约在100公里的高度,而且这时火箭的速度远低于能够绕地球轨道运行的第一宇宙速度。

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因此在发射后3分钟左右火箭抛下的所有东西都会在短短的数十分钟内砸向地面,并且不会与地球大气摩擦消耗。

再加上火箭的设计都是下面大,上面小,燃料以及主要的发动机部分都集中在一级火箭和助推器上。这就造成了直接砸向地面的部分重量大、价格昂贵、危险性大。

所以说关于这一部分的回收工作一直是人类最为头疼的,火箭在分离以后研究人员会根据其分离时的高度、飞行状态、分离时间、以及当天的气象情况,预测出这些残骸降落的大致区域。

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然后在这些区域事先布置回收人员,通过定位、声音来确定残骸坠落的位置,进行回收工作。

一般情况下研究人员都能准确的估计出残骸降落的范围,但是由于不可控的因素比较多,这个范围也比较大,大致为70*30公里。

像是我国内陆的三个发射场地,它们都建在偏远的地方,为的就是防止这些东西坠落时伤及到地面上的建筑和人员。

而这些发射场的火箭残骸落区通常也都分布在山区、沙漠戈壁、人烟稀少的地方,是不会涉及到人员密集的区域。这就是为什么全世界每年发射这么多火箭,从来都没听说过火箭坠毁造成严重破坏的事故。

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总的来说火箭残骸伤人这个几率非常小,如果预计的落区可能会涉及到有人居住的地方,那么在发射前都会进行通知疏散。

但现在随着我国发射任务的密集,再加上火箭残骸降落的不可控性,就难免出现跟预计的落区有偏差的情况,不过所幸都没有造成人员伤亡。包括9月7日在陕西商洛坠毁的火箭残骸。

而在沿海地区的发射场,如海南文昌就不存在这样的问题,所有的东西都会落入大海,索性也不用进行回收了。

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短期内在地球轨道运行后再入地球大气层的部分

等以上的所有部分都分离以后,接下来就是火箭二级分离或者是星箭分离,这时火箭就已经达到了至少200公里的高空,而且火箭的速度也已经达到了能够绕地球轨道运行的速度了。

分离以后,这部分的残骸会继续绕着地球飞行,但是由于高度较低,大气的阻力会让残骸逐渐降低速度,轨道衰减,在数天或者数个月后以非常高的速度再入地球大气层。

不过这部分的残骸不用担心,因为它的初始速度非常高,而火箭本身又没有像宇航员乘坐的返回舱有耐高温、以及隔热的材料。

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因此它会在地球大气中被燃烧殆尽,像一颗流星一样划过天空。

就算是有部分微小的碎片有幸存活,本身这个几率就非常小,而且要让他砸到人也估计比出门被闪电击中的概率还要低。

所以全世界发展航空已经60年过去了,从来没有一个人被火箭残骸从太空中飞向地面砸中。

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永久停留在太空中,变为宇宙尘埃的部分

上面说的是地球近地轨道,如果要想将卫星送入更高的轨道,例如地球同步轨道、太阳同步转移轨道,那么这部分火箭残骸就无法再落回地面了,它会一直在太空中绕着地球运行;

成为一颗人造垃圾、宇宙尘埃。但是这部分残骸虽然不会威胁地球人类,但是会威胁到地球轨道上的卫星。

如果剩余的燃料在太空中发生爆炸导致整个火箭残骸被解体为微小的碎片,那么这对正在地球上运行的卫星来说将是一个灾难,也会成为未来人类进入太空的障碍。

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因此这部分火箭残骸,人们会让它继续飞行,将燃料耗尽,以把它推向更高、更远的轨道。离地球越远越好。

除了这些火箭残骸以外,人类之前发射的很多卫星有些都已经达到了服务年限,有些都已经报废,它们从成为太空垃圾,虽说暂时不会影响人类后续的任务。

但是长此以往,总有一天人类会被自己制造的垃圾困在地球上。所以我们正在研究如何捕获这些太空垃圾,让它们重新返回大气层燃烧。

清除太空垃圾这项任务,虽然提出了很多的设想,但短期内是无法实现的。

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火箭回收再利用

着眼于我们现在的能力,能够回收的正是那些价格昂贵、对人类危害比较大的残骸,助推器和一级火箭,这方面一马当先、做的比较好的当属马斯克的SpaceX公司。

已经实现了一级火箭依靠反推平稳着陆。

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我国在火箭回收上也处在领先水平,之前采用过在助推器、一级火箭尾部安装栅格舵,来控制火箭返回时的飞行状态,大大减小了落区的范围。

还采用过安装降落伞精准回收的方式,为我国的火箭回收技术积累了宝贵的经验。

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