中国航天|发射神舟十五飞船 火箭有大块碎片脱落?

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  神舟十五号飞船载着3位太空人奔赴“天宫”,大家关注新闻片时有否发现,发射飞船的火箭升空之际,竟然有很多大块碎片掉下来,看得人心惊胆颤,唯恐出了问题,危及太空人........。这些碎片到底是什么一回事?

中国航天|泡沫塑料为火箭保暖

“天宫”首次有6名太空人会师,是中国航天史重要时刻。正因如此,观看神舟十五号飞船发射的观众特别多。(网上图片)

  其实大家看到的大块碎片,是起保温作用的泡沫塑料;泡沫塑料也就是香港惯说的发泡胶,它们像“甩皮”般从火箭掉下来是正常的。

  火箭为何要保暖?当然是天气寒冷。低温环境中,火箭有机会出现密封件失效、电缆插头接触不良、输送管路堵塞等故障,所以这些“敏感部位”需要保暖。

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发射神舟十五号的长征二号F火箭,移往发射塔时,箭身已贴上泡沫塑胶(小图示)。(图片来源:Getty)

  这次神舟十五号飞船,是2022年11月29日晚在酒泉发射的,时值冬季,当地气温低至零下17度,接近发射条件下限,所以工程人员必须在“敏感部位”贴上泡沫塑料,原理就像为火箭穿上一件羽绒衣,锁住其热量。

  而长征二号F火箭“敏感部位”是一、二级之间,亦即接近“中腰”处,这里有10多个用于测量火箭二级发动机周围温度、热流等参数的传感器,所以泡沫塑料就贴在这位置。

中国航天|简单省钱 最常用方法

神舟十四号飞船在夏天发射,火箭不需保暖。图为发射神舟十四号的长征二号F“遥十四”火箭,与发射神舟十五号的“遥十四”火箭对比,大家或能看出两者轻微分别。(网上图片)

  当长征二号F火箭升空,泡沫塑料使命也完成;因为它只是轻贴上火箭,在空气摩擦下便会从火箭上剥离,形成了碎段剥落飞散的情景。

  当然,如果天气不冷,贴泡沫塑料就多余了,例如此前发射神舟十五号的长征二号F火箭,升空时已经入夏,箭体上便没有泡沫塑料。

  火箭保暖也有其他招数的,例如吹热风、电灯泡照射等等,但贴泡沫塑料最简单、最省钱,也是中国航天最常用的方法。

在整流罩上贴泡沫塑胶,是避免卫星精密元件“着凉”的有效办法。(网上图片)

  另外,火箭保暖还第二种情况,就是要保护所搭载的卫星。

  卫星有很多精密电子零件,这些零件对冷热敏感,发射前温度一般要控制在10多至20多度之间,否则会出问题。惟卫星的温度控制系统,一般要发射入轨、张开太阳能帆板后才启动,因此发射前工程人员要为它保暖。

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中国航天|文昌发射场没此情景

文昌卫星发射场纬度低,冬天不寒冷,在该处发射的火箭无须考虑保暖。(网上图片)

  这种情况下,保暖泡沫塑料会贴在整流罩上;整流罩在火箭最上方的部份,里面便是火箭搭载卫星位置。

  同样的,只有低温情况下发射卫星,火箭才要保暖。中国目前有4个陆上发射场,酒泉、太原纬度较高,冬天气温低,或有此需要;西昌和海南文昌纬度低,冬无严寒,四季都不用考虑保暖问题。

哥伦比亚号是美国第一架服役的穿梭机,1981年首次发射。2003年,它返回大气层后爆炸解体,7名太空人全部罹难。(网上图片)

  至于外国的卫星发射中心,较多处于中低纬度地区,气温比较高,也以很少有保暖。

  知道了掉下来的是保暖的泡沫塑料,大家可能还是担心,它掉下来会否砸伤火箭,造成潜在风险?很多人知道,美国穿梭机(航天飞机)“哥伦比亚号”,2003年就是起飞后不久,被外部燃料箱脱落的泡沫碎块击中机翼,结果返回地球时高温从“伤口”进入,导致爆炸解体。

中国航天|美国火箭掉下的是冰?

在高纬度发射场,冬天日间升空射的火箭更能清楚看到碎片散落。(网上图片)

  对此有熟悉航天的网友称,这不需担心,一是泡沫塑料非常轻,而火箭起飞的初始速度不高,没有“杀伤力”。再者,火箭没有穿梭的机翼,泡沫塑迷掉落不会砸中火箭。

  要注意一点,从火箭掉下来的是保暖泡沫塑料,它与穿梭机的隔热瓦不是一回事。

美国火箭的散落碎片是冰,与中国航天的火箭情况不一样。(网上图片)

  另外,有人或发现美国土星五号、猎鹰九号等火箭发射时亦有碎片掉落,但碎片个头比中国火箭的小得多。

  原来这些火箭使用的是温度极低的液氢、液氧燃料,令火箭壳体外结冰。火箭起飞时,这层冰也会随着振动而剥落,如飞雪一般落下,故此碎片不同彼碎片。

 

神舟十五号飞由长征二号F火箭搭载,于2022年11月29日深夜升空。(图片来源:Getty)

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