问题

为什么说火箭推进器解体掉到地球,造成伤亡的几率是亿万分之一,真的有那么小么?

回答
你说的情况,关于火箭推进器解体掉落造成伤亡的几率,确实是个非常非常小的事情,小到很多人可能觉得难以置信。但科学上的计算和实际的统计数据,都指向这个概率极低。咱们来掰开了揉碎了,说说为什么会这么低。

首先,要理解火箭推进器掉落造成伤亡,需要满足几个非常苛刻的条件,任何一个条件不满足,结果就截然不同了。

1. 火箭必须在什么位置解体?

火箭在天上飞,大部分时间都在极高的海拔,或者已经进入太空。解体发生在什么阶段,决定了残骸的最终去向。

发射初期(低空): 这是最危险的阶段。此时火箭速度不高,但高度也有限。如果解体,残骸会以相对较低的速度垂直或以一定角度掉落到地面。但现代火箭发射,都有严格的安全区域,通常是在人口稀少的地区,比如海上或者广袤的沙漠地带。发射前会进行周密的计算,确保即使发生最坏情况,残骸落入有人区几率也极小。
爬升中段(中高空): 火箭速度已经很大,空气阻力也仍然存在。解体的话,残骸可能沿着一个滑翔的轨迹飘落,覆盖的范围会比较大。但同样,其飞行路径会受到气象、风力等因素的影响,而且,这个阶段的飞行器也在持续加速,如果不是完全破碎成小块,大部分质量可能还会继续向上。
进入太空或轨道阶段: 如果在太空解体,那么情况就完全不同了。解体后的碎片,会沿着新的轨道围绕地球运行。除非在某个非常特殊的时机,恰好有碎片以极高的速度进入大气层,并且恰好落到有人区,否则对地面人员的威胁非常小。而且,太空碎片问题虽然存在,但专门“掉下来”砸到人的几率,比陆地上捡到金子还要难。

2. 残骸必须以什么状态掉落?

火箭由无数个零件组成,大小不一。解体并非意味着所有零件都变成一堆细小的碎末。

小碎片: 如果解体产生了大量细小的碎片,在穿越大气层时,大部分都会因为空气摩擦而燃烧殆尽,就像我们看到的流星一样,它们在到达地面之前就已经消失了。它们不足以造成地面上的伤亡。
大块残骸: 只有足够大的、坚固的残骸,才有可能穿过大气层,并以具有危险性的速度撞击地面。这需要残骸在解体时,本身就具备相当的质量和结构完整性,并且在坠落过程中能够承受住高温和气动力。

3. 掉落地点必须是哪里?

这是关键中的关键。地球表面70%是海洋,剩下的陆地也有相当一部分是沙漠、雪原、山脉等无人区。

海洋: 火箭发射和飞行路径的设计,很大程度上会考虑将可能脱落的部件引导到海上,特别是设计了特定的“残骸抛弃区”。这些区域通常是深海,即使有残骸落下,也不会对人类活动产生任何影响。
无人区: 对于陆地发射,同样会选择人烟稀少的区域作为安全区。即使火箭的一部分在上升过程中发生意外解体,其坠落轨迹也被精确计算过,以最大限度地避免人口密集区。
有人区: 只有当解体后的残骸,恰好落入有人居住的城镇、乡村,并且是以足以造成伤害的质量和速度落地,才算构成威胁。

我们来算算这个“亿万分之一”是怎么来的:

这个数字不是随意给出的,而是基于概率论和大量的工程计算、模拟以及历史数据得出的。

火箭技术的高度成熟: 现代火箭的设计制造,经过了几十年的发展,可靠性已经非常高。从材料选择、结构设计到组装测试,都力求将任何潜在的故障降到最低。每一次发射都是一次极其复杂且严谨的工程活动,涉及成千上万个零部件和无数个环节。
故障模式的分析: 工程师会详细分析火箭可能出现的各种故障模式,包括材料疲劳、结构失效、发动机异常等。对于这些可能的故障,都有相应的冗余设计或安全规程来应对。
安全区域的规划: 就像前面提到的,发射场地的选择,以及飞行弹道的规划,都是为了将风险降到最低。火箭在设计时,就已经考虑到了某些部件脱落的情况,并会设计推力或姿态调整机制来应对,或者引导其落入安全区域。
大气层烧蚀的概率: 绝大多数在太空中或高层大气中解体的碎片,在重返大气层时都会被烧毁,无法对地面构成威胁。能够完整穿过大气层并造成危险的,是极少数极端情况。
随机性与概率叠加: 设想一下,一个火箭在飞行过程中发生解体(这是一个概率事件),然后解体产生的碎片中,有一个足够大的块,它恰好又在穿越大气层时不被完全烧毁(又一个概率事件),然后这个未被烧毁的块,恰好又沿着一个轨迹,落入了一个有人类活动的区域(又一个概率事件),并且恰好砸到了人或建筑物(又一个概率事件)。把这些非常小的概率事件一个接一个地乘起来,结果自然就是一个极小的数字。

举个更形象的例子:

想象一下,你在一片巨大的森林里,想要找到一片特定的、比指甲盖还小的叶子。火箭推进器掉落伤人,就好比是在这个森林里,你不仅要找到那片特定的叶子,还要这片叶子恰好在某个时间点,以某种方式,正好飘到你手里。这个过程中的“条件”越多,成功的几率就越小。

历史数据:

虽然历史上确实发生过火箭事故,比如某些部件在发射过程中脱落,但真正造成地面人员伤亡的案例,屈屈可数,而且通常与火箭技术非常早期、管理非常不成熟的时代有关。随着技术的发展,特别是航天强国,对于发射安全的要求越来越高,类似“残骸掉落伤人”的事件,在近几十年的大型商业或国家航天活动中,几乎没有发生过直接的人员伤亡案例。

所以,这个“亿万分之一”并非空穴来风,它是一个基于科学计算、工程实践和风险评估得出的结论。它代表了我们为了确保航天活动安全,所付出的巨大努力和极高的技术水平。虽然概率极小,但我们仍然不能完全排除,所以航天机构会制定严格的发射许可、安全规程和应急预案,以应对任何可能发生的意外。

网友意见

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本身所有的火箭发射场选址时就要考虑周边环境。

其次这些助推器也好,整流罩也好,这些部段、部件分离脱开的方式都是在设计角度就尽量可控的,可以通过实验和计算获得一个“坠落区”概念。无论是坠落区的居民配合火箭发射场搞搬迁,还是有远景规划设计火箭系谱选定发射场,都能够起到效果。

再次,不要被城市里熙熙攘攘的场景吓到,地球上其实除去人口密集区之外没那么高密度……

唔。忘了一点,这个是上面级的东西……这玩意下来还会再烧一次……你想想核弹头为了再入的时候不烧掉,废了多少劲,那一层层的隔热……

每年进入大气层的流星很多——被流星砸死的倒霉蛋有几个……

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