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“10，9，8，7，6，5，4，3，2，1，點火”，隨著倒計時的結束，龐大的運載火箭伴隨著巨大的轟鳴徐徐騰空而起，將衛星送入太空。如此壯觀的發射場景，一定給你很大震撼。那你知道發射成功后火箭末級去哪了嗎？你知道，除了變成太空垃圾，火箭末級還能化身太空實驗室，太空旅館，甚至還能用來拯救地球嗎？
今天我們來了解一下，少有人關注的火箭末級的去向問題。
就像火車有不同的車廂，火箭也分成一級、二級，最后一級稱為末級?；鸺皫准壪潴w就像皮薄餡大的餃子，這個“餡”就是燃料，“皮”就是火箭的殼體?；鸺l射就是通過燃燒燃料、排出氣體，獲得持續加速，將衛星送入外太空。在一級火箭燃料燒光后，就把一級火箭扔掉。因為一級火箭殼體有十幾噸重，帶著它繼續飛行，會影響火箭繼續加速。同理，二級火箭燃料燒光后，也要把二級火箭扔掉。說到這里，你肯定明白了——只有末級火箭帶著衛星進入目標軌道，前面幾級火箭在燒光后，就拋掉了，最終墜落到地面上。這就是為什么發射火箭要計算落區、甚至要提前疏散人口的原因，砸到花花草草多不好啊。而美國太空探索公司埃隆·馬斯克的成名絕技就是讓一級火箭完好無損地回到地球，并且通過重復使用來降低發射成本。
火箭末級將衛星送入目標軌道后，就成了一塊漂浮在太空中的巨大太空垃圾。為了防止這塊巨大的太空垃圾在高溫高壓環節下爆炸產生更多太空垃圾，需要將殘存的高壓氣體、燃料、電量“排空”，這就是火箭的“鈍化”操作。如果能夠讓末級離開軌道，進入大氣層燒毀，那是再好不過了。但大部分火箭末級是沒有離軌能力的，往往要在軌道上漂浮很多年，這期間如果不幸被其他碎片撞了，就可能形成雪崩效應，產生大量小碎片，威脅正常衛星的運行。
既然末級也進入了軌道，能不能改造下，把廢棄末級變廢為寶？我國科研人員提出了火箭末級留軌試驗方案，在火箭末級基礎上，通過增加能源、通信、測量和控制模塊，升級改造將火箭末級變成“太空實驗室”，充分利用火箭末級的完整結構和軌道停留時間，搭載多種科學儀器，開展元器件驗證、新材料合成、生物、制藥、基礎物理等科學實驗，為科學家提供更多上太空做實驗的機會。這項技術目前已經變成了現實。
國外還有人腦洞大開，提出把末級火箭的箱體改造成一個太空旅館，發展太空旅游業。美國一家名為NanoRacks的創業公司，提出利用特制材料加強火箭末級脆弱的殼體，增加其結構強度，使其能夠抵御微小太空垃圾的撞擊。然后對火箭末級巨大的內部空間進行重新裝修，將其改造成為太空旅館。如果該技術可行，那眾多的廢棄火箭末級就可以變成太空中的連鎖酒店。在“末級酒店”上體驗太空生活、領略壯美星空、俯瞰地球脈絡、觀看90分鐘一次的日出日落，不亦快哉！
其實火箭末級還能用來保護地球！如果有近地小行星撞擊地球，除了用核武器把小行星炸碎之外，最靠譜的辦法就是發射一個撞擊器把小行星軌道撞偏。但人造的撞擊器重量太輕了，不足以把小行星偏轉出安全的距離。這時候，如果帶著火箭末級去撞，就可以充分發揮末級的重量優勢，把小行星偏轉到距離我們更遠的軌道。比如長征五號的火箭末級干重足足有6.5噸重。計算發現，如果利用航天器控制胖五末級去撞擊小行星，一發胖五火箭可以起到三發胖五的小行星防御效果。真可謂大塊頭有大智慧，關鍵時候，火箭末級可以用來保衛地球！
現在你知道了，發射成功后，火箭末級的宿命并不是只有變成“當太空垃圾”這條唯一的路！在科學家的智慧改造下，火箭末級還能變廢為寶，化身太空實驗室、太空旅館，甚至可以在危機時刻拯救地球！關于火箭末級，你還有哪些變廢為寶的想法呢？！
本文為科普中國·星空計劃扶持作品
作者：李明濤
審核：周炳紅（中國科學院國家空間科學中心 研究員）
出品：中國科協科普部
監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司
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