长征5号坠落在哪里（长征5B芯级残骸重返大气层）

正如2018年重量8.5吨的“天宫一号” 坠落大气时一样，将天和号核心舱送入轨道的“功臣”长征5B芯级火箭残骸也正受到国外的一些航天机构、大小媒体的“热捧”。

CZ-5B芯级和天和核心舱的轨道

CZ-5B芯级和天和核心舱的远地点和近地点高度

图片来源：The Aerospace Corporation/CORDS

据美国航天公司轨道与重返碎片研究中心目前预测，长征5B火箭芯级残骸的重返日期为5月9日11:43，正负16小时。

图片来源：Pockocmoc

根据俄罗斯联邦航天局5月7日的预测，长征5B火箭残骸将在5月9日晚间在太平洋上空进入地球大气层。

现在，世界上不少卫星和空间碎片监测小组正在密切关注这枚大火箭的芯级残骸，目前来看，还很难说长征5B火箭残骸会落到哪里去，还无法知道火箭残骸坠落的确切日期和时间。

面对这样的热点，一再提醒我们，有必要继续唠一唠“一级半”火箭、太空垃圾及其他。

一、技术分析长征5B火箭

长征5B火箭和长征5火箭算是兄弟，但长征5B是我国首型“一级半”火箭，也是目前近地轨道运载能力最大的运载火箭，近地轨道运载能力不低于22 吨，是个不折不扣的“大力士”。

关于“一级半”的来历：长征5B火箭是在一级上捆绑了四个助推器，一般把助推器算作半级，所以，长五B火箭算“一级半”火箭。

长5和长5B两兄弟

长征5B其实就是长征5号的一级火箭单独拿出来，直接顶着载荷往太空里打。火箭有4个助推器，总共8个YF100发动机，能产生960吨的推力。中间的芯一级也就是芯级，用的是2台YF77氢氧发动机，总推力才100吨。加起来足有上千吨的推力，火箭本身才800多吨重，因此在强大的推力支撑下，可以一路加速飞向太空。

天和号核心舱和长征5B合体的模样

起飞以后170秒，四个助推器就烧完了，可以扔掉了。中间芯级的氢氧发动机虽然推力不大，但是比冲高。火箭芯级长30米，直径5米，装得几乎都是液氢。液氧占据的体积不大，因为液氢的密度太低，只能弄个大罐子。

氢氧发动机可以烧400多秒，火箭一直在加速，一直加速到超过第一宇宙速度。把空间站核心舱送进接近400公里高的椭圆轨道。但是，这时候芯级火箭自己的速度也已经超过了第一宇宙速度，它自己一时半会儿就下不来了。

如果是长征5号，情况有些不同，因为长征5号是二级火箭，火箭的一级用尽全力也无法将二级和载荷加速到第一宇宙速度，在烧光燃料以后，二级火箭与一级火箭分离，点火后继续把载荷往上送。一级火箭则完成使命，沿着弹道掉进太平洋里。一级火箭速度并不快，走的路线也是一个简单的弹道，比较容易设计和预测落点，不会砸到花花草草。

长征5B就不一样了，芯级火箭已经超过第一宇宙速度，一时半会儿下不来，燃料已经烧光，没办法再控制姿态。目前来看，火箭的芯级正处在一个近地点100多公里，远地点300多公里的长椭圆轨道上，在这个高度上，并不是完全的真空，多多少少有一些空气，会对火箭的芯级产生阻力。所以火箭的轨道也就会越转越低，最终会掉落地面。

可以了解一下大气圈的结构图

航天科技集团一院长征5B运载火箭系统总设计师李东说“发射载人空间站舱段，只有长征五号B运载火箭能够胜任。” 长征5B火箭已经使我国中型运载火箭的技术水平进入世界第一梯队，与俄罗斯质子-M火箭、美国猎鹰-9火箭、德尔塔IV火箭、欧洲阿丽亚娜-5火箭的运载能力相当。

这就是中国的航天主旋律

火箭一般在完成任务后，会立即进行“钝化”处理，即把推进剂和高压气体排空，电池内的剩余电力也要做“短路销毁”，以免火箭在空中爆炸，形成真正的太空垃圾。这些合理、有序的控制程序，都是在将安全隐患连根拔除。

长征5B也在按照既定程序，进入地球大气的燃烧轨道，杜绝成为太空垃圾的风险。

二、火箭残骸知多少

对于CZ-5B火箭残骸，美国知名太空服务公司celestrak的凯尔索（Kelso）给出了中肯的解释，“这真的与这一个火箭残骸无关...因为地球轨道上的每个火箭残骸都是不受控制的。”

“目前有2033个火箭残骸在地球轨道上...至少这些我们有轨道数据，而且可能有更多的机密数据无从得知。当然，他们每一个都不受控制。在2033个中，546个属于美国，只有169个属于中国。”

“仅在2020年的发射，就有32个火箭残骸遗留在轨道上，其中15件是中国的，有10件是被美国发射的，而且有5件执行了机密任务。”

"也许我们都需要更加负责，不要把不受控制的火箭残骸留在轨道上，"凯尔索说。

凯尔索补充说，就火箭助推器的碎片而言，美国还不是最厉害的，太空中俄罗斯有1035个火箭残骸。地球轨道上还有66个火箭残骸，没有公共的数据，因为它们是机密的，我们不知道它们处于什么轨道，它们可以重新进入大气层或只是在轨道上遇到其他东西，几乎没有任何警告。

三、太空垃圾少不了

问题的真实严重程度还是可以通过公开渠道celestrak网站上来看一看吧。

这是21,243个有记录的太空目标的全景图，高中低轨上已经星罗棋布。

这是中低轨道的全景图，密密麻麻的感觉。飞行器与飞行器，飞行器与空间碎片的碰撞的概率 的监测与预警已经必不可少。

那些灰黑色的目标就是太空垃圾，11,577个，也包括了各种失效卫星、火箭残骸、各国反导试验遗留的碎片，当然也有今年美国NOAA-17和我国云海一号02星被太空垃圾损伤后新增的碎片。

四、航天器坟场

航天器重返大气层，甚至引发撞击城市的担忧，这就不得不提一下“航天器坟场”。

一般来说，国际上对失效卫星和航天器的处理方式一般有数种：一是对于可控卫星，通常将其转移到安全轨道，或通过人为引导使其坠入南太平洋是一个面积很大的深海无人区，这里被称为“航天器坟场”；二是体积较小的航天器可以任其自由坠落，在大气层中完全烧毁；三是对于因控制系统故障或燃料不足而失控的近地卫星，可利用导弹将其击碎，使碎片进入大气层后被高温销毁。这种方法通常只对涉密航天器使用，但实施得不好，航天器碎片向上飞，则会产生更多的太空垃圾；四是使用航天飞机等大型载人航天器捕捉退役航天器，带回地面。但由于美国航天飞机退役，目前这种方法已经无法实施。

南太平洋的无人区

“航天器坟场”位于南纬48°西经123°距离任意陆地（复活节岛就算是最近了）约2680公里的区域，被称作“尼莫点”， 尼莫，拉丁语中就是没有人的意思。2001年3月23日上午长约87米，重达120吨的“和平”号空间站就是这样结束其荣耀的一生的。我国的天宫一号、天宫二号空间实验室也都离轨再入大气层，部分残骸落入航天器坟场的南太平洋海域。

五、结论

是给出答案的时候了，长征5B火箭的芯级残骸重返大气层，危险到底有多大。

1、火箭残骸只有30%的概率落入陆地，因为海洋占地表面积的70%；

2、如果火箭残骸坠落到陆地上，地球人口76亿，按每人占地1平方米计算，陆地面积1.5亿平方公里，那么火箭残骸砸中人的概率只有1:2万，比闪电击中人的概率（1:60万）相当，何惧之有。

参考文献：

[1]Leonard David, China's huge rocket booster falling from space highlights orbital debris problem

[2]吴京平，技术分析：长征5B残骸重返地球时，砸中人的概率到底有多大？

作者 | 陈兆武 审核 | 陈娇

校对 | 高馨儿 当值编辑 | 杨振

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