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美國獵鷹9號火箭可回收 長征五號「失控」墜毀,中美箭真是技術差距大? 原來只是蘋果和橙比較

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美國獵鷹9號火箭可回收 長征五號「失控」墜毀,中美箭真是技術差距大? 原來只是蘋果和橙比較
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美國獵鷹9號火箭可回收 長征五號「失控」墜毀,中美箭真是技術差距大? 原來只是蘋果和橙比較

2021年05月09日 09:30 最後更新:09:31

西方炒作搭載太空站的長征5號B會「失控」墜毀。而馬斯克迷們時常津津樂道話美國SpaceX的獵鷹9號火箭可垂直回收,並且是穩穩著陸於汪洋大海中的一葉「方舟」上,不僅如此,其中的一枚火箭竟然回收併發射了9次。於是大呼曰:「馬斯克代表未來!」

反觀中國的長征5號B火箭,雖說比獵鷹9號腰圍大了一圈,但運載能力差不多,更重要的是長征5 B是一次性,用完即棄,「實在是浪費」。每當說到這裡,「馬斯克迷」們無不充滿嫌棄。

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長征5號(左)與回收的獵鷹9號(右)。

西方炒作搭載太空站的長征5號B會「失控」墜毀。而馬斯克迷們時常津津樂道話美國SpaceX的獵鷹9號火箭可垂直回收,並且是穩穩著陸於汪洋大海中的一葉「方舟」上,不僅如此,其中的一枚火箭竟然回收併發射了9次。於是大呼曰:「馬斯克代表未來!」

獵鷹9號一級火箭空中減速,和第二級的太空船分離。

網易有科普文章,詳細比較兩種火箭的不同。文章認為第一點需要糾正的是:長征五5號B火箭的近地軌道(LEO)運載能力官宣是「大於22噸」,它將22.5噸推到近地軌道沒有問題;獵鷹9號LEO運載數據卻有兩個——不回收火箭時22.8噸,如果想回收一級火箭到著陸平台(ASDS),則最多只能運15.6噸,少了7.2噸。

中國空間站天和核心艙從海南文昌成功發射後,被譽為天和核心艙「同胞兄弟」的1:1結構驗證件實物,在北京中國科技館亮相展出。中新社圖片

其實獵鷹9號火箭更像是一枚加長版長征5號助推器,二者都是燒液氧煤油,直徑相仿,點火助推時間都是170秒左右。長征5號火箭大約在220秒左右飛出大氣層拋整流罩,獵鷹火箭第一級則需要在大氣層內就脫離返回。

獵鷹9號第二級分解掉落西雅圖。

於是當火箭與核心艙分離的時刻,長征5號的芯一級實際上也跟在「天和」號核心艙的屁股後面,成為一個環繞地球飛行的航天器了。

長征5號B火箭是巨大的。

那麼長征5號B的芯一級火箭果真也是像西方媒體描述的那樣是「失控火箭」嗎?長征5號B和「天和」核心艙的發射時間是4月29日,長征5號B重返大氣層的時間是5月9日前後,總共才9天多時間,按自然軌跡沒有那麼快掉落,因此我們可以下結論:長征五5號芯一級火箭在與「天和」核心艙分離後利用剩餘燃料「踩了一腳剎車」,所以提早返回,它的返回軌道是科學家們已經計劃好了的,是「受控墜落」而非「失控殘骸」。

長征5號(左)與回收的獵鷹9號(右)。

長征5號(左)與回收的獵鷹9號(右)。

網易有科普文章,詳細比較兩種火箭的不同。文章認為第一點需要糾正的是:長征五5號B火箭的近地軌道(LEO)運載能力官宣是「大於22噸」,它將22.5噸推到近地軌道沒有問題;獵鷹9號LEO運載數據卻有兩個——不回收火箭時22.8噸,如果想回收一級火箭到著陸平台(ASDS),則最多只能運15.6噸,少了7.2噸。

單從最大荷載來看,獵鷹9號理論上也可以將22.5噸重的中國太空站「天和」核心艙送上天,當然它無法回收火箭。但是考慮到「天和」核心艙帶整流罩後的高度達20.5米、直徑5.2米、重量達到27.5噸,對於獵鷹火箭來說太大太重,再要想用回收一級火箭把它送上太空是沒有可能的。

為什麼獵鷹9號運載能力會變小?因為它回收一級火箭是以消耗燃料為代價的,這些燃料抵消了荷載重量,因此產生了7.2噸的荷載差距。

獵鷹9號一級火箭空中減速,和第二級的太空船分離。

獵鷹9號一級火箭空中減速,和第二級的太空船分離。

其實獵鷹9號火箭更像是一枚加長版長征5號助推器,二者都是燒液氧煤油,直徑相仿,點火助推時間都是170秒左右。長征5號火箭大約在220秒左右飛出大氣層拋整流罩,獵鷹火箭第一級則需要在大氣層內就脫離返回。

根據任務的不同,獵鷹9號一級發動機關機並與二級火箭分離的高度大約在65~76公里之間,未出大氣層;末速度約4.9~6.8馬赫,這個速度與23馬赫的第一宇宙速度相去甚遠。

我們發射衛星、飛船和空間站等航天器,首先需要將它們送出稠密的大氣層,同時賦予它7.9公里/秒的初速度,這樣才能保證航天器長時間穩定運行的需要。從這個角度看,獵鷹9號火箭的第一級無論從高度還是速度方面都無法滿足要求,它從設計時就沒有考慮要飛出大氣層。

與包括獵鷹9號在內的大多數運載火箭不同,長征5號B是「一級半」構型的火箭,它的4枚助推器加起來算「半級」,在大氣層內脫落;芯一級火箭不僅需要將天宮太空站核心艙推出大氣層,送到200-400公里高度的軌道上,還需要給核心艙一個7.9公里/秒的初速度,確保它不掉下來。

中國空間站天和核心艙從海南文昌成功發射後,被譽為天和核心艙「同胞兄弟」的1:1結構驗證件實物,在北京中國科技館亮相展出。中新社圖片

中國空間站天和核心艙從海南文昌成功發射後,被譽為天和核心艙「同胞兄弟」的1:1結構驗證件實物,在北京中國科技館亮相展出。中新社圖片

於是當火箭與核心艙分離的時刻,長征5號的芯一級實際上也跟在「天和」號核心艙的屁股後面,成為一個環繞地球飛行的航天器了。

許多朋友都知道地球大氣層100公里高度有一個「卡門線」,這裡被稱為大氣層的邊界,於是都說地球大氣層的厚度是100公里。需要說明一點:大氣層其實並沒有明確「邊界」,我們經常稱之為太空的400公里高度實際上屬於大氣層「熱層」,這裡依然有稀薄的空氣,因此也存在空氣阻力。在空氣阻力作用下,太空站不斷減速,若不自行推進,每天會往下掉100米。

中國的太空站圍繞地球運轉時,會因為地球引力影響軌道高度,此時需要發動機消耗額外推進劑來抬升軌道。中國太空站配備額外配備4台霍爾電推進系統,可有效節省核心艙自帶推進劑的消耗。

長征5號火箭在關機後,同樣因為空氣阻力的作用,也會不斷下降高度,它不再有推進動力。2021年3月26日凌晨,一群燃燒的火球劃破美國西雅圖的夜空,這是獵鷹9火箭第二級掉落的殘骸。按計劃,SpaceX這枝回收火箭應該利用火箭剩餘的燃料減速,讓二級火箭在3月4號重返大氣層,火箭因為點火失敗在軌道上多漂了22天,最後失控落在了華盛頓州。美國的火箭是會失控掉落的,因為它的計劃是回收,不能回收是失控的結果。

獵鷹9號第二級分解掉落西雅圖。

獵鷹9號第二級分解掉落西雅圖。

那麼長征5號B的芯一級火箭果真也是像西方媒體描述的那樣是「失控火箭」嗎?長征5號B和「天和」核心艙的發射時間是4月29日,長征5號B重返大氣層的時間是5月9日前後,總共才9天多時間,按自然軌跡沒有那麼快掉落,因此我們可以下結論:長征五5號芯一級火箭在與「天和」核心艙分離後利用剩餘燃料「踩了一腳剎車」,所以提早返回,它的返回軌道是科學家們已經計劃好了的,是「受控墜落」而非「失控殘骸」。

那麼,讓一枚巨大的火箭從近地軌道受控降落在指定區域的難度到底有多大?到目前為止沒人能做到,也沒必要做這件事情。

SpaceX為了節省發射成本,讓它的獵鷹9火箭第一級受控降落在海面移動躉船上,這不僅需要精確控制技術,還需要付出7噸荷載的代價,你也可以將它理解為大馬拉小車付出的「成本」。獵鷹9號一級火箭無論從高度還是速度都比較低,如果從大氣層外以23馬赫的高速度返回,其難度要高出幾個數量級,在經濟上也是不化算的。正因為如此,SpaceX在2014年就正式宣佈放棄二級火箭的回收計劃,改為「受控墜落」(只回收一級火箭)。一個4噸重的助推器尚且如此,更不用說全程控制一枚18噸火箭要回收,要付出多大代價了。

長征5號B火箭是巨大的。

長征5號B火箭是巨大的。

火箭再入大氣層時,由於與空氣劇烈擠壓摩擦產生幾千度高溫,它的鋁合金殼體以及復合材料燃料箱會燃燒並解體,裂成碎片、化作塵埃。與太空站不同,火箭的零件大多又薄又輕,因此即便有少量掉到地面上,也不會構成大的傷害。長征五5號B的殘骸墜落軌跡經過反復計算,它的落區大概率位於海洋,砸中人的概率可以忽略不計,我們大可不必擔心。




深喉

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

中國是日本小林製藥海外第二大市場,多款「網紅」産品在國內大賣。經歷今次紅麴成分保健品事故,消費者是否還會像過去那樣信任這家「百年老字號」?

日本小林製藥22日大阪新聞發佈會上,社長小林章浩落淚致歉。AP圖片

日本小林製藥22日大阪新聞發佈會上,社長小林章浩落淚致歉。AP圖片

3月28日,小林製藥對外表示,服用公司旗下紅麴成分保健品「紅麹膽固醇顆粒」而死亡的病例已達4人。此前一天,這個數字分別爲2死、106人住院。死亡病例具體細節並未公布,「醫生稱是由於腎臟受損」。

東京大學名譽教授Hideaki Karaki認爲,住院人數可能還會在現有基礎上「高出數倍」

小林製藥「紅麹膽固醇顆粒」等3款産品被召回。NHK報道截圖

小林製藥「紅麹膽固醇顆粒」等3款産品被召回。NHK報道截圖

3月22日,小林製藥首次公告稱,有消費者在服用公司旗下含有紅麴成分的保健品後,出現腎臟功能不良的情况,並向包括中國在內的海內外市場召回「紅麹膽固醇顆粒」「以紅麴爲原料的减內臟脂肪+降膽固醇顆粒」「納豆激酶清爽顆粒GOLD」3款産品。

這三款産品都是以含有紅麴成分,可以降低膽固醇爲主要賣點,在日本的普通藥妝店都可以購買。在中國多家電商平台,也有小林製藥官方店鋪在銷售其産品。

小林製藥公告。

小林製藥公告。

據小林製藥中國方面表示,召回産品是因爲「在部分紅麹原料中可能含有非預期的成分」;自主召回的三款産品均未在中國大陸市場上市銷售,相關産品「通過跨境渠道銷往中國大陸」。

有媒體記者以消費者身份諮詢小林製藥在天猫、京東、拼多多的官方客服,對方均表示已下架紅麹膽固醇顆粒,如果在店內購買過的消費者可申請退款退貨。

澎湃新聞報道截圖

澎湃新聞報道截圖

澎湃新聞報道截圖

澎湃新聞報道截圖

另據央視新聞援引日媒報道,2023年小林製藥生産紅麴原料約18.5噸,其中2.4噸自用與保健品生産,餘下約16.1噸銷售給其他食品、妝品企業及批發商等。其中,可能致人健康受損的産品集中在2023年9月之後的批次。

引發服用事故的産品核心成分爲「紅麴」,這是一類常見的食品、保健品原料。在國內,大衆最爲熟知的可能是紅麴酒和紅麴豆腐乳。

由於用途較廣,各國、地區監管部門都對這類原料做出過相關監管要求:比如2022年,歐盟就發布關於紅麴類保健品的管理要求稱,相關産品有效成分的每日攝取量應控制在3毫克以內;在中國,國家藥監局也曾在2010年發布規範要求,紅麴推薦量每日暫定不超過2g。

有從事保健品研發工作的行業人士對內地媒體「36氪」介紹,紅麴有效成分是他汀類藥物類似物,用於保健的作用包括降固醇、降血脂、降壓等。不過,紅麴原料製作爲産品時需要一步發酵過程,産生的次級代謝産物桔青黴素具有腎臟毒性,用量不當可能會産生毒副作用。因此,如果發酵該過程存在污染,可能會出現副作用。但多數情况下,相關産品「基本都是安全的」。由於小林製藥並未對外公布其生産環節,因此究竟是哪一步的問題導致這種原本很安全的原料出現致死案例,仍然很難說。

召回事件發生後,外界詬病小林製藥明明在今年1月中旬就接到醫患報告,發現首個疑似健康危害的病例,但直到2個月後才召回産品,此間「沒有向政府提供任何信息」。

有日本消費者團體代表批評稱,小林製藥公布信息太晚,沒有立即回收問題商品令受害者增加,隱瞞不報的做法是非常不負責任的。據「鳳凰網」,日本社團法人食物溝通指南代表森田滿樹接受採訪說,小林製藥公布得太晚了,這令出現健康問題的人增多,應該在得知有人健康受損時就自主回收(保健品)。

鳳凰網新聞截圖

鳳凰網新聞截圖

小林製藥回應表示,這是因爲確認其紅麴成分産品是否真的存在危害「需要時間」。但目前爲止,小林製藥只確定了已出現的腎病患者病例食用的是「同一批原料製成的産品」,這些産品中可能存在公司未預料到的成分,雖尚未確定該成分是什麽,但並未檢測到桔青黴素。

與此同時,由於公司原料供應廣泛,召回事件波及的主體範圍不斷擴大。

據官方數據,自2021年4月起,日本全國藥店和優購電已出售約100萬件「紅麹膽固醇顆粒」;共有170家公司正在銷售由小林製藥生産的紅麴酵母製成的産品,官方正在考慮是否讓國立健康科學研究所參與調查,確定如何處理這些産品。

據日媒統計,截止26日晚7點,其餘主動召回紅麴酵母成分産品的企業數量已達25家,涉及食品及調味料、酒類等多個領域。

3月27日,第2例死亡事件被披露後,小林製藥在官網發布聲明,死亡事件是否與産品相關正在調查中,並「真誠向遺屬表示哀悼」。

及至目前,相關病例僅出現在日本國內。但召回事件的發生及發酵,或將影響中國消費者對這一日本老牌網紅保健品牌的認可度。

小林製藥工廠。AP圖片

小林製藥工廠。AP圖片

在中國,小林製藥的名字其實算不上家喻戶曉,但這家憑藉利基市場打造爆款單品策略而實現業績騰飛的日本企業,其實是名副其實的「百年老字號」。及至2023年,小林製藥銷售額突破1734.55億日元(約合89.6億港元),同比增長4.3%;營業利潤257.8億日元(約合13.3億港元),實現26年連增。

國內消費者對小林製藥的認知則是隨著海外代購風潮興起而開始的。憑藉這種方式,2015年時,小林製藥在日本面向中國游客的銷售收入就達到了43億日元;近些年,跨境電商的興起,讓小林製藥旗下更多並未在中國開展銷售的保健類産品爲更多國人熟知,如本次召回的3款改善膽固醇類保健品、激素調理産品「生命之母」等。

此外,品牌旗下的一次性使用懷爐系列「暖寶寶」、退熱冷貼系列「冰寶貼」、馬桶清潔産品「波樂清」等,也都是備受中國消費者歡迎的「網紅款」。

小林製藥産品圖示意。圖源:小林製藥官網

小林製藥産品圖示意。圖源:小林製藥官網

强大的購買力在前,中國因此成爲小林製藥近年來急於拓展的海外市場之一。

2017年,小林製藥就開始規劃向中國投資,計劃在3年內斥資300億日元在以中國爲主的海外市場收購當地企業,擴大産品的海外銷售;2018年,小林製藥正式在中國設立製藥總公司的同時,宣布收購中丹製藥,計劃在未來10年內,將藥品品類的在華銷售額提升至40億日元。

從實際表現來看,據小林製藥財務數據顯示,2019年到2023年的五年間,其在中國的銷售收入由84億日元增至136億日元。公司雖並未對具體銷售品類做出說明,但從體量上來看,中國已經成爲小林製藥在美國之外的第二大海外市場。爲進一步擴大銷售,小林製藥持續加碼在華投資。

今年3月中旬,小林製藥在中國的最大生産基地,小林日用品綠色智能化生産基地二期竣工儀式剛剛在合肥高新區完成,主要用於生産醫用退熱貼、一次性取暖片暖寶寶、芳香劑産品等單品,預計達産後年銷售達3.4億元左右。

但在召回事件影響下,國內消費者是否還會向過去那樣信任小林製藥的系列産品,可能要打上一個問號。「36氪」注意到,在一些有紅麴類保健品銷售的綫上平台,有消費者已經在留言稱擔憂這類産品的安全性問題。

有網民在X表示,小林製藥在知情的兩個月內沒有提供相關信息,負有重大責任。

有網民在X表示,小林製藥在知情的兩個月內沒有提供相關信息,負有重大責任。

今次有日媒也在分析召回事件發酵時格外提到,以中國、韓國等爲代表的游客購買需求爲小林製藥的境內收入(指日本)貢獻頗高,由此對其國內業務表現造成影響。

3月27日,小林製藥在官網發布聲明稱,召回事件對業績産生的影響正在審查中。小林製藥將在3月28日召開董事會,3月29日在日本大阪召開記者會。

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