志祺七七
2023.02.01

太空殘骸

太空殘骸
在看「火箭發射」的影片時,你是不是跟我一樣,目光都會一直在火箭的本體上呢?但不知道你有沒有想過,那些從火箭上脫落的東西,最後都去哪裡了呢?今天,就讓我們來聊聊「太空殘骸」吧!

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Hiho大家好,我是志祺!
最近各國太空活動很多,美國 NASA 在 2022 年 11 月中,成功發射了阿提密斯一號,跨出了人類重返月球計畫的第一步。而半個月前,中國也發射「長征五號 B」火箭,要將中國自己的太空站零件送到「天宮」太空站上。

不過,發射之後,卻引起許多太空專家的批評。他們認為長征五號 B 殘骸砸到人的機率,比其他國家的火箭殘骸,還要高出數十倍!中國政府根本就不管其他人的生命財產安全。

看到這個事件的時候,才讓我們想到:對耶~我們好像很少注意過,火箭發射後脫落的殘骸都掉到哪裡去?直覺想起來好像都是掉到海裡面?難道真的會砸到人嗎?所以,今天這集,就是要跟大家一起來了解,太空殘骸是怎麼來的?太空殘骸的安全風險,真的有專家說的這麼高嗎?

那在開始之前,按照慣例,還是要先進一段工商服務時間!


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【太空殘骸怎麼來的?】
人類的太空活動,常常會產生一些碎片或是廢棄物。這些碎片或是廢棄物,如果持續漂浮在太空中,他就會被稱作是「太空垃圾」;而如果能夠往下墜落的話,大部分就會因為空氣摩擦的關係,在掉到地面之前,就燃燒殆盡。但有少部分的碎片,因為太大,或者材質很難燒,那就有可能墜落到地表,形成「太空殘骸」。

以火箭來說,底下的推進器會在發射的過程中一節一節脫落。但麻煩的是,它們在落下時受到的空氣阻力並不固定,可能會受到陽光照射、天氣、高度等因素的影響,因此很難預估脫落的推進器,會不會燒光光,也很難預測明確的掉落位置。

雖然地球表面有七成是海洋,加上人口密集的地方主要是城市為主,這些碎片要砸中人的機率其實非常低;但畢竟這個機率也不是零,所以為了盡量避免砸中人,國際上的慣例是,火箭在設計時,就得要想辦法將低這個風險。

例如:讓殘骸在落入大氣層之前,就要讓脫落的部分,分解成小碎片,讓它們在大氣中更容易燃燒殆盡;或者,是使用「鋁」之類熔點比較低的金屬來打造,讓它落下時更容易被空氣燒掉。

此外,有些推進器部位就是必須承受高溫,它們很難完全被大氣燃燒殆盡,所以還有一種作法,是當推進器將東西送到太空後,它會再次啟動引擎,引導它們射向海裡。"

目前的國際慣例是認為,太空殘骸掉下來砸到人的機率,如果落在「萬分之一」以下的話,就算是個可接受的風險。不過,這些方法也是花了幾十年的時間,慢慢摸索、累積出來的。在還沒有這些經驗之前,其實也曾發生過不少「天外飛來一塊殘骸」的意外。
【天外飛來一塊「太空殘骸」!】
像是 1979 年,美國最早的太空站「太空實驗室」(Skylab),它便一如預期,開始從太空墜落。不過,它的殘骸本來應該落在南非東南方的印度洋裡,結果因為 NASA 計算失誤,它們不僅燃燒速度比 NASA 預估來得慢,落點也從海裡,變成澳洲西部。還好落下的地方人煙稀少,因此並沒有任何人受傷。

但澳洲的護林員,因此向 NASA 開了一張「亂丟垃圾」的罰單。一直到最近十年裡面,這類意外還時有所聞。例如 2011 年,有兩顆人造衛星「UARS」和「倫琴衛星」分別在九月及十月墜入地球。又像是 2021 年 3 月,SpaceX 的獵鷹九號在發射後因為意外爆炸,碎片就落入美國華盛頓州的一處農場裡。

那話說回來,這次的事主「長征五號B」,到底是發生了什麼事,為什麼會引起各國太空專家的抨擊呢?


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【這次的事主 — 中國長征五號B 】
這次事件中飽受批評的「長征五號 B 」,是中國長征五號系列的火箭。它是中國目前最先進的火箭,能將 25 公噸重的東西,運載到距離地面 200 公里高的位置。

一般來說,有能力能把 20-50 公噸的火箭,送上低地球軌道(數百至2000公里高空),就會被算作擁有「大型運載火箭」技術的國家之一,算是非常厲害的太空技術。那目前,有這種太空科技實力的,除了美國和中國之外,就只有俄羅斯,以及歐洲太空總署。

長征五號系列會出現,最主要的目標,就是要建設中國自己的太空站。原本,中國也是要使用「國際太空站」的,但是 2011 年,美國國會通過法案,限制中美兩國在太空方面的交流,中國也因此無法使用國際太空站,所以才決定要自己蓋一個。

中國設計的「天宮」太空站,採用的是模組化設計,讓太空站未來可以根據新的需求,擴充太空站的機能。只要不斷發射新的火箭,把新的實驗艙送上太空,接上太空站就可以了。到目前為止,長征五號 B 運載火箭,已經發射 4 次了,而且其中有好幾次,都引起許多的抗議和批評。


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【特別受到討論的原因】
長征五號 B 最大的爭議,就是它從一開始設計時,就沒有考慮「殘骸」的問題。在長征五號 B 的設計中,火箭發射進入太空,最大的核心推進器一旦脫離火箭本體,就不再控制它掉下來的過程。因此,這些推進器殘骸有沒有燒完、會不會變成殘骸砸下來,還有如果有殘骸會飛到哪裡去,基本上都很難預測。

可是中國並沒有改變長征五號B的根本結構,同時他也沒有與各國分享內部的詳細結構,因此專家就算想要估算碎片落點,也很難估算。根據專家估算,長征五號 B 砸到人的機率接近千分之五,這是可接受風險的將近 50 倍。

像是 2020 年 5 月,長征五號 B 第一次發射時,它的殘骸碎片就掉到「象牙海岸」的一個村莊裡,砸毀了兩棟房子,還好沒有砸到人。而今年 7 月第三次發射時,也有部分殘骸掉到馬來西亞和印尼。

有專家就表示,會這樣『無控墜落』的基本上就只有很容易燒光的小型殘骸,或者是大型火箭失去控制時才會發生。像這樣「什麼也沒做」的大型火箭,真的是絕無僅有!
【中國的回應】
針對各國對長征五號 B 的批評,中國航天局前官員許岩松曾經表示,在長征五號B 第一次發射造成的「象牙海岸事件」之後,他們為了讓火箭殘骸落入沒人的地方,已經改進了技術。"

此外,中國媒體也表示,其實在火箭發射之前,都會發布火箭飛行的相關訊息。例如,今年7月第三次發射之前,就已經對外發布,最後一節火箭推進器的飛行高度和角度的資訊了,不能說他們沒有對外公開和分享資訊。

因此,也有些中國媒體也反擊:「火箭末級再入大氣層燒熔銷毀,這是國際通行作法。」他們認為,許多歐美的太空專家根本就是在抹黑中國,誇大殘骸可能造成的傷害。
【我們的觀點】
自從 1957 年人類發射第一顆人造衛星以來,各國太空活動越來越多,已經不再只有美國官方的 NASA,還有中國、俄羅斯,以及民間企業 SpaceX、和藍色起源,都加入了這場戰局。

每次看著火箭發射的畫面,總是能讓我們很多人非常感動。但在研究了今天「太空殘骸」的主題和故事之後,我們才意識到,火箭不僅帶來希望,也同產生了許多的「垃圾問題」。

隨著太空計畫愈來愈多,墜落的殘骸大概也會越來越常見。也因此,隨著美國提出重新登月的「阿提米絲計畫」時,他們也一同提出「阿提米絲協定」(Artemis Accords),其中之一就是希望能串連各國,一起找出處理太空殘骸議題的共識做法。

不過,目前太空實力堅強的中國和俄羅斯,都沒有簽署這項協定,太空殘骸問題最後到底會怎麼解,大概也還很難說,我們只能繼續看下去了。

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那今天的最後,想要問問大家,你認為「太空殘骸」的問題,應該要怎麼辦呢?

A. 目前還沒有真的砸到人的紀錄,而且各國出事之後都會修正,有這樣的默契應該不用特別做調整;
B. 認同美國發起簽署「協定」,要有共同的公約,才能約束各國的行為;
C. 覺得簽協定或簽合約,就跟聯合國一樣,沒什麼約束力,對太空殘骸問題應該會越來越嚴重;
D. 其他,留言告訴我們吧!"

最後,如果你喜歡今天的影片,歡迎分享出去,讓更多人知道「太空殘骸與長征五號的爭議」!
此外也可以點這邊,看看「太空旅行」以及「太空葬」的相關討論;那麼,今天的志祺七七就到這邊告一段落,我們明晚再見囉!
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AI繪圖