中國航天|發射神舟十五飛船 火箭有大塊碎片脫落?

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  神舟十五號飛船載着3位太空人奔赴「天宮」,大家關注新聞片時有否發現,發射飛船的火箭升空之際,竟然有很多大塊碎片掉下來,看得人心驚膽顫,唯恐出了問題,危及太空人........。這些碎片到底是甚麼一回事?

中國航天|泡沫塑料為火箭保暖

「天宮」首次有6名太空人會師,是中國航天史重要時刻。正因如此,觀看神舟十五號飛船發射的觀眾特別多。(網上圖片)

  其實大家看到的大塊碎片,是起保溫作用的泡沫塑料;泡沫塑料也就是香港慣說的發泡膠,它們像「甩皮」般從火箭掉下來是正常的。

  火箭為何要保暖?當然是天氣寒冷。低溫環境中,火箭有機會出現密封件失效、電纜插頭接觸不良、輸送管路堵塞等故障,所以這些「敏感部位」需要保暖。

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發射神舟十五號的長征二號F火箭,移往發射塔時,箭身已貼上泡沫塑膠(小圖示)。(圖片來源:Getty)

  這次神舟十五號飛船,是2022年11月29日晚在酒泉發射的,時值冬季,當地氣溫低至零下17度,接近發射條件下限,所以工程人員必須在「敏感部位」貼上泡沫塑料,原理就像為火箭穿上一件羽絨衣,鎖住其熱量。

  而長征二號F火箭「敏感部位」是一、二級之間,亦即接近「中腰」處,這裏有10多個用於測量火箭二級發動機周圍溫度、熱流等參數的傳感器,所以泡沫塑料就貼在這位置。

中國航天|簡單省錢 最常用方法

神舟十四號飛船在夏天發射,火箭不需保暖。圖為發射神舟十四號的長征二號F「遙十四」火箭,與發射神舟十五號的「遙十四」火箭對比,大家或能看出兩者輕微分別。(網上圖片)

  當長征二號F火箭升空,泡沫塑料使命也完成;因為它只是輕貼上火箭,在空氣摩擦下便會從火箭上剝離,形成了碎段剝落飛散的情景。

  當然,如果天氣不冷,貼泡沫塑料就多餘了,例如此前發射神舟十五號的長征二號F火箭,升空時已經入夏,箭體上便沒有泡沫塑料。

  火箭保暖也有其他招數的,例如吹熱風、電燈泡照射等等,但貼泡沫塑料最簡單、最省錢,也是中國航天最常用的方法。

在整流罩上貼泡沫塑膠,是避免衛星精密元件「着涼」的有效辦法。(網上圖片)

  另外,火箭保暖還第二種情況,就是要保護所搭載的衛星。

  衛星有很多精密電子零件,這些零件對冷熱敏感,發射前溫度一般要控制在10多至20多度之間,否則會出問題。惟衛星的溫度控制系統,一般要發射入軌、張開太陽能帆板後才啟動,因此發射前工程人員要為它保暖。

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中國航天|文昌發射場沒此情景

文昌衛星發射場緯度低,冬天不寒冷,在該處發射的火箭無須考慮保暖。(網上圖片)

  這種情況下,保暖泡沫塑料會貼在整流罩上;整流罩在火箭最上方的部份,裏面便是火箭搭載衛星位置。

  同樣的,只有低溫情況下發射衛星,火箭才要保暖。中國目前有4個陸上發射場,酒泉、太原緯度較高,冬天氣溫低,或有此需要;西昌和海南文昌緯度低,冬無嚴寒,四季都不用考慮保暖問題。

哥倫比亞號是美國第一架服役的穿梭機,1981年首次發射。2003年,它返回大氣層後爆炸解體,7名太空人全部罹難。(網上圖片)

  至於外國的衛星發射中心,較多處於中低緯度地區,氣溫比較高,也以很少有保暖。

  知道了掉下來的是保暖的泡沫塑料,大家可能還是擔心,它掉下來會否砸傷火箭,造成潛在風險?很多人知道,美國穿梭機(航天飛機)「哥倫比亞號」,2003年就是起飛後不久,被外部燃料箱脫落的泡沫碎塊擊中機翼,結果返回地球時高溫從「傷口」進入,導致爆炸解體。

中國航天|美國火箭掉下的是冰?

在高緯度發射場,冬天日間升空射的火箭更能清楚看到碎片散落。(網上圖片)

  對此有熟悉航天的網友稱,這不需擔心,一是泡沫塑料非常輕,而火箭起飛的初始速度不高,沒有「殺傷力」。再者,火箭沒有穿梭的機翼,泡沫塑迷掉落不會砸中火箭。

  要注意一點,從火箭掉下來的是保暖泡沫塑料,它與穿梭機的隔熱瓦不是一回事。

美國火箭的散落碎片是冰,與中國航天的火箭情況不一樣。(網上圖片)

  另外,有人或發現美國土星五號、獵鷹九號等火箭發射時亦有碎片掉落,但碎片個頭比中國火箭的小得多。

  原來這些火箭使用的是溫度極低的液氫、液氧燃料,令火箭殼體外結冰。火箭起飛時,這層冰也會隨着振動而剝落,如飛雪一般落下,故此碎片不同彼碎片。

 

神舟十五號飛由長征二號F火箭搭載,於2022年11月29日深夜升空。(圖片來源:Getty)

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