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失控火箭再入造成的不必要风险

物理与社会 2022-10-06 v1 地球与行星天体物理

摘要

2020年,超过60%的近地轨道发射导致一个或多个火箭体被遗弃在轨道上,并最终以失控方式返回地球。当它们再入时,其质量的20%至40%在大气再入的热量中幸存下来。许多幸存碎片足够重,对陆地、海上和飞机上的人构成严重风险。目前对于再入空间物体可接受的风险水平尚无国际共识。这有时是争议点,例如2021年5月一个20吨的长征五号B核心级失控再入时。一些监管机构,包括美国、法国和ESA,实施了再入空间物体造成万分之一可接受伤亡风险(即对人类生命的统计威胁)阈值。我们认为该阈值忽略了火箭发射数量快速增加的累积效应。它也未能解决低风险、高后果的结果,例如火箭级坠入高密度城市或大型客机。在后一种情况下,即使小块碎片也可能造成数百人伤亡。更糟糕的是,当遵守成本被认为过高时,该阈值经常被忽略或豁免。我们分析了1992年至2021年再入大气的火箭体,并模拟了相关的累积伤亡期望。然后我们将此趋势外推至近期未来(2022-2032),建模失控火箭体再入对全球人口的潜在风险。我们还分析了目前已在轨道上并预计很快离轨的火箭体群,发现风险分布显著偏向于接近赤道的纬度。这代表了主要航天国家强加给全球南方国家的不成比例的伤亡风险负担。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.02188,
  title  = {Unnecessary risks created by uncontrolled rocket reentries},
  author = {Michael Byers and Ewan Wright and Aaron Boley and Cameron Byers},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02188},
  year   = {2022}
}

备注

Presented at the 23rd Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies (AMOS) Conference, Maui, Hawaii, in September 2022