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根据日本NHK报道,4月27日,日本西南部鹿儿岛县的一位居民发现了一大块金属板,据称可能是来自于中国一枚运载火箭的残骸。那么,这块火箭残骸可能来自哪次发射任务呢?考虑到此前日本的新火箭发射失败,它会泄露中国航天科技吗?
这块白色金属板长约3米、宽约2米,上面疑似印着五星红旗的一部分,红色背景上可以看到几颗黄色的五角星。尽管大部分已经褪色,而且还有部分残缺,但还是能辨认出来那应该就是中国国旗。
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此外,金属板上面还有三个简体字:“排气孔”,所以可以进一步表明这应该是来自中国的火箭残骸。那么,这块残骸是来自火箭的哪个部分呢?
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在我国各型号火箭上,喷涂国旗的地方位于整流罩上,而且“排气孔”更加可以印证这是整流罩。事实上,整流罩的排气孔大有用处,简单来说就是给火箭上的有效载荷进行透气。
运载火箭在加速升空过程中,速度越来越快,受到的空气阻力也会越来越大。速度越快,火箭与空气作用越剧烈,气动加热效应越强。整流罩就是用来保护火箭顶部的卫星、载人飞船等有效载荷,使其免受气动压力和气动热效应的影响。
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但随着火箭高度的快速升高,地球大气层会变得越来越稀薄,外界气压骤降,而封闭舱段内部的压力仍然差不多是一个地表大气压,所以舱内外很快就会产生巨大的压力差。如果不把这种压差消除掉,整流罩就有可能受到严重损害,导致内部的航天器受损。
于是,整流罩的尾部通常会设计多个长条形的排气孔,它们专门用于排气泄压,让整流罩内外的气压保持相对平衡。另外,在一些火箭的级间段也会设置多个排气孔,其作用也是平衡封闭舱段的内外压差。
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等到火箭离开稠密的大气层,跨越100公里高的卡门线,进入太空之后,大气带来的气动效应可以忽略,整流罩就会被抛掉,例如,神舟载人飞船通常会在110公里高的太空中抛整流罩。
由于整流罩被抛离时,火箭还没有进入轨道,所以整流罩依靠惯性飞行一段距离后,就会再入大气层。整流罩再入时的速度不像航天器从轨道上再入那么快,所以并不会在大气层中烧毁,最终还是会掉到陆地上或者海上。
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前日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的太空专家辻野照久认为,这块碎片极有可能是中国长征火箭整流罩的一部分。该残骸可能在与火箭分离后落入大海,然后漂流到日本西南部的岛上。
差不多两周前,在酒泉卫星发射中心,我国用长征四号乙运载火箭成功发射了一颗先进的气象卫星。当天上午,我国在相关海域设立了禁航区,禁止船只在该地区航行6小时,以防火箭残骸坠落。
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不过,从此次在日本发现的残骸来看,它应该已经在海上漂流了很久,不大可能来自于半个月前的长征四号乙,更有可能来自今年一月发射的长征七号改运载火箭。当时,在海南文昌航天发射场,我国用长征七号改火箭把一颗通信卫星送入地球同步转移轨道。整流罩抛离后,掉到海上,然后有可能漂流到日本海岸。
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整流罩既要保证强度,能抵抗气动效应,同时又要足够轻,最好还要有全透波能力,所以一般采用蜂窝夹层结构复合材料。
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虽然日本的新一代火箭H3发射失败,但出故障的原因是二级发动机的供电系统出现电力中断,他们捡个整流罩回去也不会对改进火箭有什么帮助,所以不用担心泄密。