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涨知识丨火箭发射的三大看点

2020-07-23 20:51

来源：澎湃新闻·澎湃号·媒体

以下文章来源于中国的航天，作者陈肖

俗话说

外行看热闹，内行看门道

火箭发射这样一个

集高精尖技术为一身的“神操作”

如果身在现场的你

看到腾空起飞的火箭

只会发出“哇！快看！”

“哇！好亮！”“哇！声音好大！”

之类的惊呼

那就枉顾这枚价值不菲的火箭咯~

那么，作为一枚专业“吃瓜群众”

如何在看火箭发射时显得与众不同呢？

首先我们要选一个最佳观看场地

那么问题来了，去哪里？

中国目前有4大航天发射场

酒泉、西昌、太原、文昌

小编最推荐的是文昌航天发射场

这是国内首个开放性滨海航天发射场，也是世界上为数不多的低纬度发射场之一。其选址不仅具有纬度低、射向宽、安全性好、运输限制少、综合效率高等优势，而且建设之初，地方政府就为其绘制了“航天旅游”的设计蓝图。这里可以发射长征五号系列火箭与长征七号运载火箭，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。自2016年建成并投入使用至今，文昌航天发射场已经进行了7次发射，其中长征五号系列4次，长征七号系列3次。

酒泉、西昌和太原三个航天发射中心较为偏远，相比来说，位于海南的文昌有着绝佳的椰海风光，任何人都可以来到文昌，坐在沙滩上，吹着海风，近距离一睹火箭发射的壮观景象。酒店阳台，还是沙滩海边，具体选择哪个观看火箭的位置，就随君选择了。

▲陈肖/摄

接下来

我们就来解锁观看

火箭发射的正确姿势

好好说一说火箭发射的三大看点

看点一

发射前。文昌发射场有两个发射工位，站在发射场东边的海滩上看，左边是用于发射长征五号运载火箭的一号发射工位，右边的发射长征七号的二号发射工位。火箭在总装厂房组装好之后，通过地面轨道系统转运至发射工位上。长征五号运载火箭从到达工位至发射前约6小时，火箭一直被回转工作平台包裹着。回转工作平台可以为火箭遮风挡雨，为工作人员提供工作空间。

▲陈肖/摄

发射前约6小时，塔架抱臂打开，此时，你就能看到通体洁白的火箭“本尊”了。细心的你会发现，火箭箭体上正在冒烟。别担心，冒烟是因为长征五号、长征七号使用的是液氧煤油和液氢液氧燃料，一方面，低温燃料会使箭体周边的水汽凝结形成水雾；另一方面，燃料储罐里的低温液态燃料会蒸发，为了保证储罐里的压力处于可控范围内，需要对储罐气体进行泄压，同时补充液态燃料，泄压出来的冷气就是火箭冒出的“白烟”。

▲陈肖/摄

看点二

升空，低空段。“5、4、3、2、1点火！”点火的一瞬间，你会看见一道刺眼的闪光，如果是晚上发射，你会发现这道强烈的闪光是绿色的。

在自然界中，在太阳从海平面落下的瞬间，会出现绿色的闪光，这是一种因大气折射出现的自然现象，在电影《加勒比海盗》中，传说看到绿闪的人会穿越时光。而在火箭点火的瞬间也会出现“绿闪”，不过这个绿闪其实是发动机点火药燃烧的颜色。包括长征五号火箭在内的许多液体火箭的发动机在启动时，需要点火器启动涡轮泵，长征五号和长征七号火箭发动机使用的点火药是硼酸酯，准确的说是硼酸三乙酯，燃烧时会产生绿色的焰色反应。

敲黑板划重点啦

这些都是高中化学知识点

大家请记牢哦~

生活中，硼酸三乙酯的乙醇溶液可用于制作特效，还可以用于焰火表演哦。

▲史悦/摄

紧接着，你会看到大量“白烟”从火箭两侧升起，这并不是来自火箭燃料液氢液氧燃料的生成物——水（蒸汽）。在文昌的两座台架上，各有一座能够容纳600吨水的水箱，在火箭发射时，水箱中的水通过“大流量喷水降温降噪系统”技术，在火箭飞到5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水，喷水量达400吨，这些水会在瞬间被气化。

▲史悦/摄

只要曾经在电视上看过火箭发射直播，应该对“程序转弯”这个词就不陌生。在现场，当火箭升空20秒左右，就开始进入程序转弯，你会明显地看到火箭开始调整飞行方向，向预定轨道飞去。像长征五号、长征七号这样的大型火箭，它们的转弯是通过调整发动机喷口方向实现的；对于小型火箭、导弹、固体火箭，它们的程序转弯则大多是通过安装在箭体侧面的小型姿态控制系统，利用喷气产生的作用力来调整飞行。

▲陈肖/摄

如果你足够细心，还会发现，火箭上升阶段不仅方向发生了改变，箭体本身也在绕纵轴旋转。火箭滚转是为了将载荷以正确的方向送入轨道。

举个栗子

比如，我们今天要发射一枚对地观测卫星，火箭在空中滚转调姿就是为了在星箭分离的时候，卫星照相机能对着地球。当然，熟悉俄罗斯航天发射系统的朋友们知道，他们在拜科努尔发射场发射火箭时，将滚转这一环节在发射塔架上实现了。（不旋转火箭，旋转发射塔架……不得不说还是你们“狠”！）

回归正题，看到现在，火箭已经飞过头顶，向更高远的空中迅速移动，此时已经看不清火箭的细节，这时就要进入第三阶段了。

看点三

火箭突破音障产生击波的画面，像是给火箭戴上了一个“帽子”，只不过这顶“帽子”是由水汽形成的。这顶“帽子”先从火箭顶端出现，逐步下移，“帽子”的大小会根据火箭箭体的粗细变化而变化、闪烁。“帽子”一般出现在升空150秒左右（根据实际情况有所不同），持续的时间大约10秒左右。

▲肖海林/摄

接下来，你有可能看到白色水雾——火箭尾迹。火箭尾迹和飞机尾迹的出现原理相同，热气在冷空气中迅速冷凝形成。因为液氢液氧发动机的尾气生成物为水，因此水雾比飞机尾迹更浓。飞机尾迹形成的温度条件通常为-40到-60摄氏度，这一温度出现在海拔10-20千米的高度，这就是长五B的白色水雾仅出现了一段的原因。