主题：<<中国长征5B火箭不受控的坠落地球>> -- 方恨少
家园 <<中国长征5B火箭不受控的坠落地球>> 德国世界报11月2日发表了题为<<中国长征5B火箭不受控的坠落地球>>的文章，作者为Gerhard Hegmann，是一名自由职业的经济专栏编辑。以下为中文翻译，就不搞德汉对应了，懒，德语原文我会附在后面，有兴趣的请自己看吧。我还会翻译一下文章下面高赞的读者评论，这是未经筛选的评论，完全是德国时间11月2日晚22点按点赞数排序排名靠前的评论。括号中为我的个人评论。以下：
中国违反国际惯例，放任火箭的一级不受控制的从太空坠落地面。北京默认残骸落入有数百万居民的都市的风险。（开篇直接定罪）
坠落的确切地点和时间还无法确定。但预计在下周五或周六将再次有一个巨型的中国火箭级不受控制地坠落到地球上并被撞击成碎片。（先制造恐慌）
虽然中国在刻意掩饰这一危险，但它确实存在。美国知名科学家Jonathan McDowell指出，中国长征5B火箭级在过去三次坠落中的两次里，都有碎片击中了有人居住区域。（恐吓升级，不只是击中地面，甚至可能击中人）
这一次，拥有数百万居民的都市，比如纽约或者伊斯坦布尔，但也包括中国的城市，再一次，在理论上都位于来自太空的碎片的潜在坠落区域。（再升级，甚至是巨型城市，甚至连中国自己人都不顾）
作为中国迄今为止最大的火箭， 长征5B 的主级重达17至23吨，长达30余米，其运行轨迹在南纬41度和北纬41度之间。那是一个围绕赤道的9000公里宽的带状区域。所以至少可以说，德国没有危险。（春秋笔法，暗示读者有重达17至23吨，长达30余米的残骸坠地，你要是提出质疑，他大可以说我说的是主级部分这么大，又没说是坠地的部分这么大）
德国航天局（DLR）指出，火箭级在太空中已经抖动，即将发生对地球大气层不受控制地再入，因此无法控制其落入预期的目标区域，例如通常被用于烧毁的火箭级落入的南太平洋。（暗示中国水平不行）
中国违反国际惯例，故意容忍其重型火箭长征5的碎片可能落在有人居住区域。这枚被用于建造中国自己的空间站的火箭没有被预设用发动机控制可使其坠入大海或所谓的"墓地轨道"的可控飞行轨道，也就是卫星使用的轨道以外的轨道。（中国有意制造危险）
在2020年5月长征5B火箭的首次飞行中，烧毁的火箭级在重新进入非洲西部的地球大气层仅仅15至20分钟之前还曾飞过美国大都市纽约上空。碎片还损坏了科特迪瓦共和国（象牙海岸）的房屋。（暗示火箭会威胁纽约这样的人口密集的都市的安全，但15分钟都够在太空从美国上空飞到非洲上空的了好吧）
上次在7月底，此前几天一项发射任务中的火箭碎片落在了非常接近亚洲婆罗洲岛的一个定居点的地方。因此绝对有碎片击中人类居住区域的危险，尽管在航天史上从来没有人类被来自太空的火箭部件伤害的事情发生。（那你他妈说了半天说个锤子啊）
美国多次批评中国的再入方式
美国多次批评中国CZ-5B火箭级进行不受控制的再入的做法。NASA负责人Bill Nelson最近在夏天批评了北京政府的这种行为。甚至从来没有提供过精确的轨道数据或关于烧毁的火箭级的进一步细节。Nelson要求，"所有航天国家都应该运用有效的方法，以使关于碎片撞击风险的可靠预测成为可能。" 这对负责任地利用太空也非常重要。（注意美国人的文字游戏，先占领道德制高点，说的好像他们自己做到了一样）
中国在过去的三次发射中利用CZ-5火箭建造自己的空间站天宫，作为 "国际空间站 "ISS的小小对应。（小？自己量量去谁大！）
10月31日，火箭带着最后一个模块--梦天升空。随着18米长的模块连接到位，中国的空间站实际已经完成了。
当中国人建造他们的空间站时，NASA在思考2030年之后国际空间站的结局会是什么样的。让450吨重的国际空间站，像现在的中国人所做的那样，无控制的坠毁是不可能的。（多么负责的大国，注意，最后的高潮要来了）
在一份招标书中，NASA正在寻找一种美国太空飞行器，可以使国际空间站以可控的方式在太空中减缓速度，以使其有目的的坠入南太平洋。这可能将是航天历史上火箭部件或卫星再入地球大气层的最精妙的行动。NASA在关于未来十年国际空间站受控坠毁的文件中写道，此次行动必须成功。（合着美国人自己都还做不到受控坠入，那你他妈在这嚷嚷些啥，你当读者傻吗，好吧，是的，傻子太多，骗子都不够用了！）
通宝推：kaywell,流江河,东方青木,海外俗人,chuchong,菜根谭,青菜园子,心远地自偏,家园 中国的砸到谁了？美国的不危险？ 家园 说两句 别国火箭都没这问题，是因为他们没有一级半入轨的火箭。
那些火箭砸下来的是第二级，第二级比第一级轻得多，哪怕是老美刚发射的世界最大火箭，第二级不含燃料的重量只有三四吨，而长五这个第一级将近二十吨，万一在大气层中烧不完怎么办。
所以这是一级半入轨独有的烦恼。咋办呢，河里的航天大牛早早就提过了，未来会加个小火箭（上面级），相当于变成二级火箭，让第一级刚好不入轨，就可以实现第一级受控坠落了（相当于导弹，指哪打哪）。。。
不要第二级有啥好处呢，显然这样一来更简单，可靠性更高，而且对于普通的两级火箭来说，第二级的成本是火箭总成本的20-30%，spacex折腾这么久回收第一级也就把成本降了30%（这也是为啥老马要搞可回收的第二级就是星舰）。缺点是，载荷入轨时需要精确控制火箭推力，第一级火箭推力比第二级大得多，显然精确控制推力是个挑战。当然，最关键的是得有大推力高比冲（就是省油）还得工作时间长的助推器发动机，这个欧美没有，毛子是没钱搞（苏联那个航天飞机就是一级半入轨，只可惜昙花一现，俄罗斯做不下去了）。
所以这事说明啥呢，西方缺乏反思怪啊，反思怪眼里会是这样的：中国火箭第一级不可控坠落的背后，欧洲火箭早已落后中国。。。
通宝推：红十月,一着,菜根谭,老调重弹,方恨少,秦波仁者,心有戚戚,- 复 说两句
家园 航天飞机就是一级半入轨的 航天飞机的第一级固体助推SRB工作两分钟后分离，75秒后到达67公里（220000英尺）最高点，随后降落伞打开，溅落在离发射场122海里（226公里）海面上并得到回收。
然后带着巨大燃料罐的航天飞机实际上是整体入轨的，但是为了避免巨大的燃料罐不可控返回，燃料罐被设置在一个近地点为40km 的轨道上，这样燃料罐会在第一圈中再入到印度洋南部荒凉海域。 然后航天飞机自带的小发动机再推动航天飞机的轨道器到300km左右的圆轨道。
并且航天飞机是整体返回。不会在返回中丢弃什么。
航天飞机除了在发射中往印度洋可控的丢一个燃料罐，并不会产生其他的垃圾。是现有的最环保的航天发射系统。
- 复 说两句
家园 长征5是芯级工作时间长 因为需要落区避开菲律宾等国家，所以长征5的助推相比最优方案是提前脱离，对整体运力不利。而5号的芯级，工作时间很长。绝大多数的氢氧机都工作320秒左右（比如说Delta 4 Heavy的第一级氢氧机，工作328秒），长征5B的芯级工作了480秒左右。这是5B能够一级半入轨的关键。
通宝推：北纬42度,秦波仁者,家园 阿丽亚娜芯级要烧五六百秒呢 长五助推器燃料总重量将近600吨，阿丽亚娜将近500吨，H2B还没到300吨，而这三个火箭芯级的燃料重量其实差不多，芯级发动机的比冲（油耗）也差不离。所以还是差助推器上了。更别提长五助推器的比冲比那两个高得多，燃料更多还省油15%，效率能不高吗
家园 理解你的意思了 我简单粗暴地计算了一下，确实长征5B助推提供的delta-v很高，差不多是总delta-v的三分之二。当然，火箭助推比芯级贡献更大不特殊：航天飞机和Delta 4 Heavy也是这样的，当然都不到三分之二。
我觉得长征5B和阿丽亚娜5比不是特别公平。阿丽亚娜的助推是固体的，提供的delta-v自然少。它的芯级燃烧时间长一部分原因也是前半程憋着火，没有全力发动。
长征5B应该是和Delta 4 Heavy比较相近。Delta 4 Heavy也是有强悍助推的：它的助推推力比长征5B大，燃烧时间也比长征5B长。芯级的推力也比长征5B大，但是推进时间短一些。本质上，Delta 4 Heavy应该是可以一级半入轨的，但是那样总体效果估计不好，所以它选择抛弃第一级，用强悍的第二级把载荷送入轨。Delta 4 Heavy的第二级工作时间长达1千多秒，因为这样效率高。所以纸面上，Delta 4 Heavy比长征5B要稍微强一些。
- 复 理解你的意思了
家园 一级半入轨有一个重要优点 就是全部的发动机在地面点火，避免了二级发动机高空点火带来的一系列的风险和困难。
这也是cz5 选择一级半入轨的重要原因之一。尤其是在二十年前立项的时候，这个优点被总师很看重。 那个时候中国除了YF20（cz2 的二级发动机）可以做二级发动机。并没有可选的二级发动机，但是yf20 用的有毒燃料。如果要新研制又没钱。
反正综合考虑就选了CZ5现在这个样子。
家园 胖五是要打同步轨道卫星的 没第二级怎么打同步轨道？二级发动机根本不是个事儿，古老的YF-75只要简单增加二次启动能力就能堪用，新研制YF-75D主要目的是想学习一下膨胀循环。
芯一级的YF-77氢氧机其实也没必要研制，直接用助推器的YF-100煤油机就行，从长五立项之初到现在的921火箭，全煤油版一直呼声不断，而且事实证明YF-77的问题最大最多，研制过程中就多次试车失败，投入使用后又因为YF-77导致发射失败，要是仅仅为了可靠就不应该用它。之所以要坚决要研制YF-77就是不想在大推力氢氧发动机上瘸腿。
YF-100也是第一次搞煤油发动机，第一次搞补燃发动机。
胖五研制的过程不光是要造出个大型火箭来，而是带动技术水平全面的提升。有了膨胀循环的中型上面级发动机YF-75D，中等推力的氢氧机YF-77，中等推力的补燃煤油机YF-100，就为未来的登月三神器打下坚实的基础 — 大型膨胀循环上面级发动机，大型补燃氢氧机，大型补燃煤油机。虽然长五没有采用固体燃料发动机，但对于固发，是靠新一代蛋蛋牵引的。
欧日现在就在煤油机上瘸腿，新一代火箭只能继续用昂贵的氢氧机。日本的H3就没啥订单，阿丽亚娜六号也长期饱受订单不足之苦，陷入成本高订单少，订单少导致成本更高的恶性循环。直到几个月前阿丽亚娜六号才拿到大批亚马逊版星链的意向发射订单。可是亚马逊版的星链显然发射成本跟SpaceX没法比，纯粹就是贝佐斯跟马斯克赌气烧钱的项目（老贝砸钱搞火箭也是十几年了，自家火箭仍然不堪大用，可见老马的确不简单），如今亚马逊对明年经营情况的展望很不妙，紧缩裁员省钱中，亚马逊版的星链能否继续下去还是个问号，阿丽亚娜六号的那些订单很可能只是昙花一现的美梦。
通宝推：心有戚戚,独草,家园 再说一下cz5 cz5 确实有高轨道发射构型，但是并不是加一个一般意义上的二级，而是加了个 “远征上面级”，这东西是个7吨级的发动机用的是 甲基肼和四氧化二氮 的可储存燃料。 和用液氧煤油或液氧液氢的二级是两回事
CZ5 基本型就是一个一级半入轨的LEO 专用。
CZ5B 加一个远征上面级，发射高轨道卫星
CZ5在家族里面也设计了带真正的2级的 CZ5C 构型，不过现在还没首射。YF75D 还在绘图板或保密阶段。
现在看，中小规模的液体助推器太贵，而且也很难回收，在猎鹰9的一级回收成熟后必然淘汰。
固体发动机这个，其实民用的固体发动机和军用的已经是两个技术路线了。
民用固体发动机用钢制外壳，PBAN 燃料
军用的已经用碳复合纤维外壳 HTPB高能燃料，
已经不能和军用的分摊成本了。 在一级回收的情况下，固体也没啥搞头了。
从复用角度考虑，液氧煤油也可，但是不如液氧甲烷。中国也有团队在搞70吨级的液氧甲烷了。液氧煤油这条路线也就是苟延残喘而已。是不是高压补燃都不重要了。
未来是属于全流量补燃的猛禽发动机， 现在已经是猛禽2了。
- 复 再说一下cz5
家园 老兄搞错了 远征上面级相当于第三级，长五首发时就是第二级YF75D发动机提前7秒关机，靠远征上面级延长工作时间给补回来了，结果上面级没有燃料去坟墓轨道了。
长五的YF75D连地月和地火轨道都打了，都是半小时后二次启动。进一步改进的型号YF75E今年夏天首次试车，将用作载人登月第三级。
固体燃料火箭可以做到快速发射，战时尤为有用，不可能淘汰的。
SpaceX毕竟财力有限，目标有限，在技术选择上是只要最漂亮的那个，而一流航天大国，是我全要，再有所侧重。
通宝推：心有戚戚,- 复 老兄搞错了
家园 是我搞错了， CZ5 现在发射的有两个构型
一个是 一级半的基本型，发射LEO 空间站之类的。
一个是 三级半的高轨道构型，具体是， 4x个助推器各有2个YF100（液氧煤油单台推力128吨），1个芯一级2台YF77（液氧液氢单台推力50吨），1个芯二级2台YF75D（液氧液氢单台推力9吨），一个上面级，两台上面级YF？（单台推力650kg，可存储燃料）。
CZ5 高轨道构型的二级推力一共才18吨，和一般意义上的二级比小的多。这也是我记错的原因。长征2、3的二级是一台80吨发动机，猎鹰9的二级是一台100吨发动机。我印象里面把几吨的小推力发动机都当作是上面级了。但是CZ5 的二级又确实是二级。
关于火箭的二次点火和滑行再说一下。
GEO直送的需求是这样的，一般情况下，GTO轨道是一个近地点300公里远地点3.6万公里的椭圆轨道，然后 卫星需要在3.6万公里的远地点做一次点火把自己送入GEO 圆轨道。 如果这事情由火箭来干的话，火箭需要在近地点进入GTO椭圆轨道后滑行6小时等待到远地点再点火。 现在能干这事的有各种可存储燃料的上面级（中国的远征、俄罗斯的微风等），能干这个的二级有美国的RL10，猎鹰9的二级。 中国的YF75D 有潜力但是没有被证实有这个能力。
下面我们来看看 CZ5 的发射时序
465秒，一级火箭燃料耗尽，一二级火箭分离，火箭二级发动机启动。
约753秒，二级发动机关闭，火箭进入滑行阶段。
约1355秒，二级发动机进行二次点火。
约1714秒，火箭二级发动机在达到预定目标后停止工作。
96秒以后，星箭分离，火箭将有效载荷送到预定轨道（GTO，或奔月轨道），长征五号火箭就此完成了它的全部使命。
我们可以看到， CZ5 的二级是在10分钟后二次点火，估计只是一次弹道修正。
我们再看看 RL10 和 猎鹰9二级。
5月1日，太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰九号火箭执行国家侦察局的NROL-76任务，发射了一颗近地轨道军用卫星，火箭第一级回收成功，不过更引人注目的是火箭第二级进行了长达3.5小时的滑行后再次点火成功。NROL-76任务中猎鹰火箭第二级实现了3.5小时滑行，距离实际需求的6个多小时已经不远，
半人马座上面级在电源、姿控和推进剂管理等多方面精心设计，具备6.5小时左右的长时间滑行能力，而膨胀循环的RL-10氢氧发动机又具备多次启动能力，它具有长时间滑行后点火启动，将卫星直接送入静止轨道的能力。
所以，两者的二次点火能力不是一回事。 YF75D 有潜力做到RL10 的能力，但是不是现在就有这个能力。YF75D 的二级要是真的有6小时滑行后点火能力，何苦再放一个远征上面级。搞成3级半火箭， 比对之下，猎鹰9两级就搞定了。
通宝推：北纬42度,