诡谲的气象条件给航天发射带来哪些影响

天是太空与您相伴的【第674

众所周知,航天发射是一项极其复杂和庞大的系统工程,在一次次航天发射任务中,运载火箭能否顺利升空受诸多因素制约,其中不容忽视的因素之一就是气象条件。

那么,变幻莫测的天气究竟给航天发射设下了哪些“坎”呢?

下面,我们就来谈一谈影响航天发射最为直接和关键的雷电、大风、气温、降水、云或雾等气象要素。

1

雷电

当雷暴云中积累足够的正负电荷时,其与空间区域或地面的电场强度差大到足以击穿大气时所产生的瞬间放电过程,便称之为雷电。

当发生在雷电附近的区域温度高达1~2万摄氏度时,航天器将会遭受雷击造成巨大损失。1969年11月,美国登月计划的阿波罗11号在发射期间被闪电击中2次,导致自动驾驶系统和传感器异常,所幸宇航员迅速采取手动操作从而避免了灾难的发生。

除了直接遭受雷击的危害,雷暴云中产生的短暂电流所造成瞬间增强的电场,会在航天设备外层产生静电荷和局部电流,从而间接诱发雷击,危及航天员的生命安全。

2

大风

大风会影响运载火箭的垂直转运和发射。火箭垂直转运时,地面或近地层出现5级以上大风,火箭便会有很大的概率撞击发射塔架,进而损坏火箭的外壳和内部结构。火箭发射过程中,若在高空遇到高于火箭抗风最大阈值的急流大风区时,会造成火箭失控偏离轨道。

3

气温

火箭可以正常发射的大气温度为-20摄氏度至40摄氏度。气温会影响常规火箭推进剂的蒸发率。气温与蒸发率成正比,温度越高,蒸发率越大。温度过高会使燃料汽化,从而导致运载器绝缘性能下降;温度过低又会使燃料凝固,在火箭外部凝结成水滴甚至冰晶,引起火箭设备和零部件性能失效。

4

降水

降水使空气中的湿度增大,会削弱和散射无线电波,使地面设备及电信号性能降低,同时也会造成运载器中的设备出现漏电现象

此外,云滴、雨滴与高速运行的航天器撞击时,强大的冲击力会击碎航天器外壳。

5

云或雾

云底高度低于3公里或出现大雾天气会明显降低能见度,干扰地面监视测量仪器对火箭的监视和跟踪测量精度。

天气现象复杂多变,变幻莫测。目前,人类对大气系统的认识还处于初级阶段。由于大气是一个复杂的非线性系统,对大气系统的初值难以给出准确的观测,其次对于影响天气系统的各种因素也不能充分考虑,进而更不可能做出百分百准确的天气预报。

近年来,随着气象现代化建设进程加快,数值预报水平日益提高,气象装备技术不断升级,高素质人才大量培养,天气预报越来越及时精准,在航天工程中发挥着关键作用。

作者简介

艾敬宜,毕业于英国利物浦大学环境与气候变化专业,爱好音乐、旅游,座右铭:慎而思之,勤而行之。

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