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火箭升空时掉下来的“渣”是啥
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”。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,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。
有的朋友可能会注意到,在美国的土星五号、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。原来,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。