北京时间2022年6月5日10时44分,长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,神舟十四号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功!

这是我国空间站阶段的第3次载人飞行任务,成功飞天的背后有哪些气象助力呢?

神舟十四号任务有哪四大看点(神舟十四号成功飞天)(1)

火箭也怕雷暴!

火箭的外部结构中金属成分较多,加上巨大的身躯和发射时产生的巨大能量,非常容易成为雷电的“攻击”对象。一次雷暴就足以造成火箭和载荷的重要器件损坏。天气保障部门将要进行分钟级的天气预测,确保火箭发射前后没有雷暴出现。

当然,为了防止有漏网的雷电突然袭击火箭。发射场塔架四周也配备了更高的避雷塔,比如文昌发射场就给发射工位建造了四座高度超过100米的避雷塔,用它们组成的防雷屏障给予火箭和发射塔架安全的发射环境!

不得不说,这四座避雷塔就好像男友力max的对象,守护着发射场。

神舟十四号任务有哪四大看点(神舟十四号成功飞天)(2)

啥?火箭还怕风?

对于一艘巨大的火箭来说,刮点风还能对它产生影响咋的?

别说,还真能!以长征五号B运载火箭为例,重量超过837吨,是庞然大物。火箭发射前要先在组装车间完成组合以及竖立,之后火箭会被专门的运输车送往发射位。这个过程,运输得非常非常慢,因为重心非常高,一点点水平方向上的加速度,都可能让火箭产生风险。速度慢也不一定周全,还得风也小。来自地面的浅层风会严重威胁火箭的垂直稳定性。一般来说,为了保障火箭转运途中的安全,一般规定距离地面100米高度以下的风速不能超过10米每秒,也就是最高5级风力,这对气象预测和观测而言,也是艰巨的任务。

另外,当火箭安全运达发射塔架之后,风仍然威胁着箭体的安全!当风力达到4级时,箭体侧向所承受的弯矩力将达到每米1700公斤,而当风级进一步加大到5-6级时,这种横向弯矩力会陡增到每米5600公斤,如果风力再大甚至会造成火箭因“弯折”而损坏!

神舟十四号任务有哪四大看点(神舟十四号成功飞天)(3)

娇弱?湿度、温度也要求贼高!

环境湿度,对于发射前的火箭固体燃料是个很重要的影响因素。燃料最怕潮湿天气,一旦潮湿,它会降低燃料的燃烧效能,火箭的飞行速度、加速度、阶段速度变化等等都会产生细微变化,而这一点点变化很可能产生“蝴蝶效应”,有可能导致火箭最终飞行距离就短了,最后可能完不成既定任务。

此外还有大气压强,它会给火箭飞行额外制造阻力。我们都有这样的体验,如果自己走下游泳池不会感受到水面的压力,但如果俯冲进游泳池,就可能被水面打得生疼。火箭发射也是一样,火箭飞行时会透过流体的外形破开空气墙的阻拦,但大气压强如果太大,火箭就要面对更多气体微粒的包裹,最终会造成火箭飞行的额外负担。

神舟十四号任务有哪四大看点(神舟十四号成功飞天)(4)

当然,气温对火箭发射的影响也很大。一般来说,发射场温度要在40℃到-20℃之间。对于燃料和零部件来说,温度太高,火箭燃料会加速蒸发或升华流失,而温度太低可能会导致管路堵塞等异常状况。

神舟飞天,如此国之重器背后,也有气象的强大支撑。

笔者:丁满,气象专家。

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