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火箭發射也要“看天吃飯”

發布時間:2024-04-26 13:31:01 來源:科普時報 字號: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

4月25日晚,神舟十八號載人飛船發射成功。由航天員葉光富、李聰和李廣蘇組成的神十八乘組,將以斑馬魚和金魚藻為研究對象,實施國內首次在軌水生生態研究項目。此外,還將在微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學、航天醫學、航天技術等領域,開展90余項實(試)驗。

火箭的成功發射,離不開對天氣的把控。火箭發射需要考慮哪些氣象條件?

“氣象條件對火箭發射至關重要,必須考慮到溫度、風速、能見度、降水情況等多方面的氣象條件。比如,雷電天氣對于火箭發射來說就很危險。”中國氣象局氣象探測中心首席科學家曹云昌介紹,火箭箭體采用了許多金屬材料,遇到雷電或帶電云團時,誘發高壓電擊的可能性很大。一旦高壓電擊損壞了火箭或飛船上的電子儀器,就會引發災難性事故。因此,火箭發射要選擇空域內沒有雷電活動的時機。

高溫高濕、有降水的天氣也不利于火箭發射,因為發射臺和火箭都需要保持干燥,避免過高的濕度影響火箭的性能。

此外,火箭也怕風。“從地表至距離地表80米左右高度上,風速和風向隨高度的變化態勢叫做淺層風,它對火箭的垂直轉運影響很大。”曹云昌舉例說,我國的長征二號F運載火箭在轉運時,火箭頭部裝載的載人飛船加注了推進劑,而火箭自身卻沒有加注推進劑。一旦風速過大,“頭重腳輕”的火箭很可能會失去平衡,引發事故。

在大氣層中,風速最高的是距離地面8000米至15000米的高空風,它也會對火箭發射產生不利影響。當火箭飛到這段高度時,如果風速過大,或者大氣中存在較明顯的風切變(指風向、風速在水平或垂直距離上的變化)現象,就有可能使箭體彎曲變形,嚴重時會損壞其結構,甚至導致火箭解體。

“火箭發射通常需要滿足地面風速小于每秒8米的要求,以確保火箭發射前穩定地固定在發射臺上,減少發射時的風險。同時,空域內最大風速要小于每秒70米,以確保火箭在飛行過程中能夠穩定飛行,減少因風速過大而導致的偏離目標或發射失敗的風險。”曹云昌說。

火箭“出行”還需要大于20千米的水平能見度。發射時良好的能見度,有助于確保發射過程的安全性。天空中的總云量要保持在0到3成之間,避免云層對火箭飛行軌跡造成干擾。

“今晚神十八順利升空,發射時就是具備了前述的這些氣象條件。”曹云昌表示。

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