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火箭发射升空时掉下来的“渣”是什么?

发布时间:2015-10-18 10:27   浏览 3916 次

长征二号丙火箭发射升空时掉下很多“渣”

图:长征二号丙火箭发射升空时掉下很多“渣”

大家通过电视收看火箭发射时,可能会发现一个奇怪的现象:从火箭的“头顶”掉下许多“渣”,就像上面这张图片中,长征二号丙火箭发射遥感卫星十八号时,掉下很多“渣”。这些“渣”到底是什么呢?很多人都不知道。其实,这些“渣”是发射前覆盖在火箭整流罩上的保温层。

那么,为什么要给整流罩保温呢?

原来,原来整流罩里装的是卫星或飞船,星/船上有许多“娇贵”的设备,还有一些推进剂,这就要求整流罩内不能太热,更不能太冷。卫星的温度要控制在十几度到二十几度之间,而载人飞船的温度则要控制在更小的区间。

我国的酒泉、太原卫星发射中心均处在中高纬度,温度偏低,而大漠中的酒泉卫星发射中心还要面临昼夜的极大温差。在发射前一小时,发射塔架上的温控设备就要摆开,薄薄的整流罩很难抵御大漠、山谷的寒风;而星/船本身的温控设备则要等到成功入轨、太阳能帆板展开后才能工作。为了不让星/船在这一小时内“着凉”,设计人员就给整流罩加了一个保温层。材料是闭孔泡沫板,既便宜,又有效,像一件羽绒服,锁住整流罩内的热量。

不过,从火箭起飞后到太阳能帆板展开前只有短短的一千多秒,就没必要再给整流罩“保暖”了。泡沫板原本就是轻轻地粘在整流罩周围,火箭一振动,泡沫板便会纷纷落下,这就成为大家在火箭发射时看到的“渣”。

由于泡沫板自身极轻,火箭起飞时的速度又慢,掉下来也不会砸伤火箭。有的时候泡沫板可能粘得牢固些,但也会随着火箭加速,与大气层的摩擦加剧而渐渐烧蚀。到整流罩分离前,绝大部分泡沫板都已脱落,即便还有几块“赖”在上面,也会跟随分离的整流罩一起坠入大气层。

早在上世纪90年代,我国用长征二号丙运载火箭发射“铱星”时,就已开始用这种方法为整流罩保温了。不过,是否采取保温手段和纬度、季节都有关系。国外的卫星发射中心往往处在中低纬度,温度比较高,很少采用保温手段,而在我国西昌卫星发射中心发射的火箭看不到掉“渣”的现象,也是因为这个原因。而在夏季,即便在酒泉、太原卫星发射中心发射也不需要保温,有时还需要给卫星、飞船“吹空调”,降低温度。

另外,美国的土星五号猎鹰九号等运载火箭发射时,火箭也会掉“渣”,但彼“渣”非此“渣”,而是冰屑。这些火箭使用的是温度极低的液氢、液氧燃料,因而在火箭壳体外会结冰。在火箭起飞后,这层冰也会随着火箭的振动而飘落,如飞雪一般。火箭设计人员介绍,这样的景象,我们很快也能看到,因为未来将在海南文昌航天发射中心发射的长征五号运载火箭的芯级,使用的也是氢氧燃料,同样也会出现结冰的情况。

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