繼續反轉:不是中國!3月4日撞擊月球的航天器,與嫦娥五號T1無關

一個即將在3月4日撞擊月球背面的人造航天器引起了全球關注,從最初的懷疑可能是SpaceX在2015年為NOAA發射的、定位于拉格朗日L1點的DSCOVR觀測衛星的第三級火箭,後來其發現者美國天文學家比爾·格雷(Bill Gray)稱可能是中國嫦娥五號T1火箭的三級火箭。

但在2月21日,中國外交部否認了這個結果,稱嫦娥五號相關火箭的上級進入地球大氣層完全燒毀,不存在三級撞擊月球的可能。

為什麼三級火箭一直會遺留在軌道上?

1月21日,美國天文學家比爾·格雷(Bill Gray)多個天文臺的觀測資料,發現一個圍繞地球飛行,但遠地點接近月球的一個神秘人造飛行器,將于3月4日撞擊月球,這可能是第一個撞擊月球的太空垃圾,因此受到了全球關注。

但此後這個人造天體的究竟是哪次任務遺留的太空垃圾遭遇了很大的障礙,一直到現在比爾仍然未能精准識別,但讓很多朋友好奇的是,火箭發射完又不需要留在軌道上,為什麼它們還在軌道上?

這裡有個很多朋友想當然的問題,火箭把衛星送到了軌道,與衛星分離時三級火箭其實與衛星速度相差無幾,那麼此時三級火箭怎麼辦?答案是和衛星一樣同在軌道上,這個案例最著名的就是我國東方紅一號衛星發射後那驚豔全球的操作!

當時為了讓衛星能在地面看到絞盡腦汁,因為衛星個一米直徑左右的正64面體結構,軌道是近地點441千米、遠地點2368千米、傾角68.44度的橢圓軌道,就算是近地點時其星等遠遠低于肉眼可見的程度。

因此天才的工程師們想出了一個絕佳的辦法,在三級火箭上設置了個充氣反射裝置,最後的效果是當衛星過頂時抬頭肉眼就能看到,這老外也好奇的很,結果用望遠鏡卻發現真正的衛星在前,後面發亮的那個不過是三級火箭而已。

只是由于三級火箭體積比較大,並且姿態不可控,因此很快就墜入了大氣層,而東方紅一號一直到現在還在天際飛行,但它用的不是太陽能電池,化學電池維持了28天(設計壽命20天)。

另外也有很多衛星則是本身攜帶了發動機,只要火箭將其送到某個軌道上,它將自行前往高軌道,比如StartLink在2月3日因為太陽風暴墜毀的那批衛星,就是近地點在220千米,遠地點在339千米的,本來確認衛星功能正常就飛往高軌,結果太陽風暴導致地球大氣層膨脹,低軌阻力大增,導致這些衛星墜毀。

2月7日,其中一顆星鏈衛星在波多黎各上空重新進入大氣層

既然可能影響其他航天器,為何不讓其墜毀?

三級火箭或者上面級這些在執行完任務後就成了廢棄物,它們沒有任何功能,只能是太空垃圾,它會影響未來入軌的航天器,因此可控墜毀是它們最好的去處。

但問題是可控墜毀對于三級火箭來說是一個額外的負擔,因為三級火箭非常龐大,需要裝額外的姿態發動機才能做到可控墜毀,這會極大的增加成本,而上面級也同樣存在問題,即使已經有可變推力發動機,也存在額外燃料加注的問題。

因此讓三級火箭可控墜毀儘管有多方的倡議,但各國航太仍然處于成本的考慮沒有可控墜毀的計畫,即使回收也沒有考慮三級火箭,因為要穿過大氣層減速,幾乎沒可能,也許要等到未來空天飛機實現。

為什麼這些太空垃圾的目標那麼難以辨認?

此前敘述,一些三級火箭很快就會墜毀,但事實上卻有一些三級火箭軌道比較高,即使是近地點也原理稀薄大氣分子比較密集的近地軌道,此時它們就會在軌道上留存很久!

在1970年代和東方紅同時代的一些三級火箭,仍然有留在軌道上的,要麼遠地點很高,要麼近地點比較高,這都是留軌的原因,那麼問題來了,既然1970年代發射的三級火箭都能分辨出來,為什麼2014~2015年發射的火箭就分不出來了呢?

這裡有幾個原因,一個是軌道越高,三級火箭體積越大,其遭遇軌道變化的因素就會越大,因為三級火箭不再姿控,因此其翻滾的可能性很高,那麼其太陽輻射對其的影響比較難預知,並且這些天體並不是在其軌道的所有范圍都能被監控的,只能根據其最新的軌道去推測原始軌道,然後再確認其性質。

另一個則是三級火箭可能存有部分未耗盡的燃料,在繞地運行的過程中有可能遭遇微隕石產生洩漏,導致其大幅變軌,之後將很難判斷其究竟是出自哪個原始軌道,當然跑過去看看確實能知道,但這勞民傷財的事情誰願意做呢?

至于這個編號為2014-065B到底是獵鷹-9的三級火箭還是嫦娥5號T1任務的火箭已經不重要了,都是無控狀態,撞擊位置位于月球背面,倒是可以作為一次月震的監測。

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