发射成功后，火箭末级去哪里了？

“10，9，8，7，6，5，4，3，2，1，点火”，随着倒计时的结束，庞大的运载火箭伴随着巨大的轰鸣徐徐腾空而起，将卫星送入太空。如此壮观的发射场景，一定给你很大震撼。那你知道发射成功后火箭末级去哪了吗？你知道，除了变成太空垃圾，火箭末级还能化身太空实验室，太空旅馆，甚至还能用来拯救地球吗？

今天我们来了解一下，少有人关注的火箭末级的去向问题。

就像火车有不同的车厢，火箭也分成一级、二级，最后一级称为末级。火箭前几级箱体就像皮薄馅大的饺子，这个“馅”就是燃料，“皮”就是火箭的壳体。火箭发射就是通过燃烧燃料、排出气体，获得持续加速，将卫星送入外太空。在一级火箭燃料烧光后，就把一级火箭扔掉。因为一级火箭壳体有十几吨重，带着它继续飞行，会影响火箭继续加速。同理，二级火箭燃料烧光后，也要把二级火箭扔掉。说到这里，你肯定明白了——只有末级火箭带着卫星进入目标轨道，前面几级火箭在烧光后，就抛掉了，最终坠落到地面上。这就是为什么发射火箭要计算落区、甚至要提前疏散人口的原因，砸到花花草草多不好啊。而美国太空探索公司埃隆·马斯克的成名绝技就是让一级火箭完好无损地回到地球，并且通过重复使用来降低发射成本。

火箭末级将卫星送入目标轨道后，就成了一块漂浮在太空中的巨大太空垃圾。为了防止这块巨大的太空垃圾在高温高压环节下爆炸产生更多太空垃圾，需要将残存的高压气体、燃料、电量“排空”，这就是火箭的“钝化”操作。如果能够让末级离开轨道，进入大气层烧毁，那是再好不过了。但大部分火箭末级是没有离轨能力的，往往要在轨道上漂浮很多年，这期间如果不幸被其他碎片撞了，就可能形成雪崩效应，产生大量小碎片，威胁正常卫星的运行。

既然末级也进入了轨道，能不能改造下，把废弃末级变废为宝？我国科研人员提出了火箭末级留轨试验方案，在火箭末级基础上，通过增加能源、通信、测量和控制模块，升级改造将火箭末级变成“太空实验室”，充分利用火箭末级的完整结构和轨道停留时间，搭载多种科学仪器，开展元器件验证、新材料合成、生物、制药、基础物理等科学实验，为科学家提供更多上太空做实验的机会。这项技术目前已经变成了现实。

国外还有人脑洞大开，提出把末级火箭的箱体改造成一个太空旅馆，发展太空旅游业。美国一家名为NanoRacks的创业公司，提出利用特制材料加强火箭末级脆弱的壳体，增加其结构强度，使其能够抵御微小太空垃圾的撞击。然后对火箭末级巨大的内部空间进行重新装修，将其改造成为太空旅馆。如果该技术可行，那众多的废弃火箭末级就可以变成太空中的连锁酒店。在“末级酒店”上体验太空生活、领略壮美星空、俯瞰地球脉络、观看90分钟一次的日出日落，不亦快哉！

其实火箭末级还能用来保护地球！如果有近地小行星撞击地球，除了用核武器把小行星炸碎之外，最靠谱的办法就是发射一个撞击器把小行星轨道撞偏。但人造的撞击器重量太轻了，不足以把小行星偏转出安全的距离。这时候，如果带着火箭末级去撞，就可以充分发挥末级的重量优势，把小行星偏转到距离我们更远的轨道。比如长征五号的火箭末级干重足足有6.5吨重。计算发现，如果利用航天器控制胖五末级去撞击小行星，一发胖五火箭可以起到三发胖五的小行星防御效果。真可谓大块头有大智慧，关键时候，火箭末级可以用来保卫地球！

现在你知道了，发射成功后，火箭末级的宿命并不是只有变成“当太空垃圾”这条唯一的路！在科学家的智慧改造下，火箭末级还能变废为宝，化身太空实验室、太空旅馆，甚至可以在危机时刻拯救地球！关于火箭末级，你还有哪些变废为宝的想法呢？！

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：李明涛

审核：周炳红（中国科学院国家空间科学中心 研究员）

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司