火箭發(fā)射也要“看天吃飯”

胡利娟

4月25日晚，神舟十八號(hào)載人飛船發(fā)射成功。由航天員葉光富、李聰和李廣蘇組成的神十八乘組，將以斑馬魚和金魚藻為研究對(duì)象，實(shí)施國內(nèi)首次在軌水生生態(tài)研究項(xiàng)目。此外，還將在微重力基礎(chǔ)物理、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)、航天醫(yī)學(xué)、航天技術(shù)等領(lǐng)域，開展90余項(xiàng)實(shí)（試）驗(yàn)。

火箭的成功發(fā)射，離不開對(duì)天氣的把控。火箭發(fā)射需要考慮哪些氣象條件？

“氣象條件對(duì)火箭發(fā)射至關(guān)重要，必須考慮到溫度、風(fēng)速、能見度、降水情況等多方面的氣象條件。比如，雷電天氣對(duì)于火箭發(fā)射來說就很危險(xiǎn)。”中國氣象局氣象探測中心首席科學(xué)家曹云昌介紹，火箭箭體采用了許多金屬材料，遇到雷電或帶電云團(tuán)時(shí)，誘發(fā)高壓電擊的可能性很大。一旦高壓電擊損壞了火箭或飛船上的電子儀器，就會(huì)引發(fā)災(zāi)難性事故。因此，火箭發(fā)射要選擇空域內(nèi)沒有雷電活動(dòng)的時(shí)機(jī)。

高溫高濕、有降水的天氣也不利于火箭發(fā)射，因?yàn)榘l(fā)射臺(tái)和火箭都需要保持干燥，避免過高的濕度影響火箭的性能。

此外，火箭也怕風(fēng)。“從地表至距離地表80米左右高度上，風(fēng)速和風(fēng)向隨高度的變化態(tài)勢叫做淺層風(fēng)，它對(duì)火箭的垂直轉(zhuǎn)運(yùn)影響很大。”曹云昌舉例說，我國的長征二號(hào)F運(yùn)載火箭在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，火箭頭部裝載的載人飛船加注了推進(jìn)劑，而火箭自身卻沒有加注推進(jìn)劑。一旦風(fēng)速過大，“頭重腳輕”的火箭很可能會(huì)失去平衡，引發(fā)事故。

在大氣層中，風(fēng)速最高的是距離地面8000～15000米的高空風(fēng)，它也會(huì)對(duì)火箭發(fā)射產(chǎn)生不利影響。當(dāng)火箭飛到這段高度時(shí)，如果風(fēng)速過大，或者大氣中存在較明顯的風(fēng)切變（指風(fēng)向、風(fēng)速在水平或垂直距離上的變化）現(xiàn)象，就有可能使箭體彎曲變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞其結(jié)構(gòu)，甚至導(dǎo)致火箭解體。

“火箭發(fā)射通常需要滿足地面風(fēng)速小于每秒8米的要求，以確保火箭發(fā)射前穩(wěn)定地固定在發(fā)射臺(tái)上，減少發(fā)射時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，空域內(nèi)最大風(fēng)速要小于每秒70米，以確保火箭在飛行過程中能夠穩(wěn)定飛行，減少因風(fēng)速過大而導(dǎo)致的偏離目標(biāo)或發(fā)射失敗的風(fēng)險(xiǎn)。”曹云昌說。

火箭“出行”還需要大于20千米的水平能見度。發(fā)射時(shí)良好的能見度，有助于確保發(fā)射過程的安全性。天空中的總云量要保持在0～3成之間，避免云層對(duì)火箭飛行軌跡造成干擾。

“神十八順利升空，發(fā)射時(shí)就是具備了前述的這些氣象條件。”曹云昌表示。