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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 **

近日,美國多所高校爆發支持巴勒斯坦的大規模抗議示威活動。面對學生們要求加沙停火的和平訴求,一些美國政客給抗議學生貼上「反猶」標簽,用言語恐嚇學生,美國警方亦迅速採取行動,衝入校園大規模逮捕參與抗議的學生。

AP圖片

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哥倫比亞大學門口聚集大批警察。AP圖片

哥倫比亞大學門口聚集大批警察。AP圖片

對此,就連《紐約時報》也不禁質問:「美國高校校園嚴控支持巴勒斯坦的示威活動是否意味著言論自由的終結?」

哥大門口聲援巴勒斯坦的示威者。AP圖片

哥大門口聲援巴勒斯坦的示威者。AP圖片

24日下午,美國眾議院議長約翰遜和眾多共和黨議員來到這一輪學生抗議活動中心——哥倫比亞大學。也許是擔心被抗議學生抗議,美國有綫電視新聞網(CNN)稱,約翰遜邀請一些猶太學生舉行了會面。隨後,他與其他議員們一起在哥倫比亞大學圖書館前的台階上向學生發表講話。

當地時間24日,美國眾議院議長約翰遜在哥倫比亞大學警告抗議學生,宣稱要出動國民警衛隊。AP圖片

當地時間24日,美國眾議院議長約翰遜在哥倫比亞大學警告抗議學生,宣稱要出動國民警衛隊。AP圖片

約翰遜表示,他已經會見了哥大校長沙菲克和大學其他高層管理人員,並敦促立即採取行動,解决校園騷亂問題。「我的感覺是,他們沒有採取切實行動來恢復校園秩序。」他稱,「我們不能允許這種仇恨和反猶太主義在我們的校園裏盛行,必須加以制止。那些人應該被逮捕。」約翰遜還警告說,將出動國民警衛隊,「我們打算離開這裏之後致電拜登總統,告訴他我們的親眼所見,並要求他採取行動,這也是適當的行政授權。如果這種局勢不能迅速得到控制,那麽國民警衛隊就應該在一個合適的時機出動。」

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《華盛頓郵報》稱,在約翰遜講話時,台下的學生抗議者發出陣陣噓聲,他們高呼支持巴勒斯坦的口號,包括「自由巴勒斯坦」「停止種族滅絕」。還有學生對約翰遜高呼「滾出我們的校園」。約翰遜停下演講,氣急敗壞地說:「好好享受你們的言論自由吧。」當約翰遜結束演講時,學生們重新發出噓聲,開始高呼:「邁克,你太遜了!」

得克薩斯大學奧斯汀分校的示威者。AP圖片

得克薩斯大學奧斯汀分校的示威者。AP圖片

與哥大相比,得克薩斯大學奧斯汀分校的學生抗議活動則因大批警察大規模逮捕行動導致「激烈的衝撞和肢體衝突」。據《奧斯汀紀事報》報道,24日上午11時40分,數百名學生聚集在奧斯汀分校體育館前和平集會,他們高呼「解放巴勒斯坦」並揮舞巴勒斯坦國旗。隨後,一群穿戴防暴裝備的警察,還有騎警騎著馬手揮警棍衝進抗議人群。

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報道稱,甚至一名明顯是電視台攝像記者的男子也被警察打倒在地,另一名記者則流血不止。報道稱,該男子事後被確認是福克斯7台奧斯汀頻道的攝像師。視頻顯示,該男子當時手拿攝像機,他被一名警察向後猛摔在地上,福克斯7台證實該攝像師已被逮捕。另一名得州記者也被撞倒,流血不止。

對此,得州州長阿博特24日在社交平台X上發文稱:「這些抗議者應該被關進監獄,反猶主義在得克薩斯是不會被容忍的。」他還稱,「在得州任何公立學院或大學,參與充滿仇恨的反猶主義抗議活動的學生都應該被開除。」他在當天一場活動中還强硬地表示,對在得克薩斯大學親巴勒斯坦示威者的逮捕將繼續下去,「直到抗議散去」。

24日,美國其他知名大學也幾乎都發生了學生抗議。在南加州大學,警察衝入學校逮捕了93名學生。

當地時間4月25日,一個經X平台認證、自我介紹為「專門報道美國各地重大事件」的媒體公司「R A W S A L E R T S」發帖爆料稱,有學生和抗議者報告,在美國俄亥俄州立大學和印第安納大學伯明頓分校的屋頂上發現「狙擊手」。

有學生和抗議者報告,在俄亥俄州立大學的屋頂上發現「狙擊手」。X配圖

有學生和抗議者報告,在俄亥俄州立大學的屋頂上發現「狙擊手」。X配圖

該貼文稱,「在全美多地多所大學爆發數十起抗議活動之際,有學生和抗議者報告稱,在俄亥俄州立大學和印第安納大學伯明頓分校的屋頂上看到了狙擊手,這引起軒然大波。」帖文同時表示,一些人對此表達擔憂,稱「把狙擊手派去屋頂上對付學生正是警察國家所做的」,「這絕對是令人憤慨的」。然而也有人認為,狙擊手的存在可能是出於安全原因,目的是防止任何潜在的威脅或緊急情况。

不少網民在這條消息下留言討論。有網民稱:「這太瘋狂了。」「發生的一切令人難以置信。」「這個國家的情况比政府願意與我們分享的要糟糕得多。」另有人質疑,「他們打算射殺誰?所以如果你抗議,就會被槍斃?」

不過,也有網民表示,「我在印第安納大學待了一個小時,沒有看到任何狙擊手。不過,我確實注意到一架無人機在周圍飛來飛去。」

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對於美國警察進入大學校園鎮壓抗議學生,得州大學學生厄克特稱,警方的行動是「反應過度」,如果警察沒去强力干預,這場抗議活動「本該會保持和平」。他告訴美聯社:「由於這些逮捕行動,我認為還會發生更多的示威活動」。

與此同時,一些左翼議員也强烈反對警察鎮壓學生的和平抗議。

奧斯汀市議員富恩特斯在社交平台X上發文稱:「恐嚇鎮壓和平抗議是不必要的升級。我們應該得到解釋,為什麽採取如此極端的行動,來壓制看上去和平的抗議者發出聲音。」

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民主黨眾議員卡薩爾也在社交平台X上發帖批評了警方對學生抗議者的過度反應。「言論自由與和平集會是基本的憲法權利。無論你是否同意這些學生抗議者,他們都有安全與公平的權利。用武器和防暴裝備對付和平示威會加劇緊張局勢,使每個人更不安全。」

 「青春與憤怒:美國精英大學的親巴抗議」,俄羅斯《消息報》25日以此為題報道稱,這一輪高校學生抗議浪潮是新的社會現象。類似大規模學生抗議只在美國入侵越南期間出現過。拜登政府偏袒以色列的行動在美國社會中造成了新的分裂,這往往導致對抗。報道稱,甚至民主黨內也發生了分裂,民主黨一些左翼議員站在抗議者一邊。這也令拜登尷尬,他還擔心激怒年輕一代,會讓他失去更多選票。

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也許正是考慮到這一點,拜登的態度有所轉變。24日,白宮發言人卡琳•讓-皮埃爾在記者會上表示:「總統認為大學校園裏的言論自由、辯論和非歧視很重要。」她說,「我們相信人們能够以和平的方式表達自己的想法。」此前,拜登曾聲稱,「反猶主義」「在大學校園或美國任何地方都絕對沒有立足之地」。

美國前總統特朗普借機指責這些抗議造成的混亂都是「拜登的錯」。特朗普23日稱,「高校正在發生的事情……是美國的耻辱」。他稱,拜登既「不是以色列的朋友」,也「不是阿拉伯世界的朋友」,「他想要採取中間立場……這種做法肯定行不通」。

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23歲的哥大學生羅德里格斯接受美聯社採訪時表示,任何支持向以色列提供援助的美國政客都應對數萬巴勒斯坦平民的死亡負責。他說:「他們就是種族滅絕的直接同謀,除非他們能公開呼籲停止(以色列的)這種行為。」

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