詭譎的天氣條件給航天發射帶來哪些影響

今天是太空與您相伴的【第674期】

眾所周知，航天發射是一項極其複雜和龐大的系統工程，在一次次航天發射任務中，運載火箭能否順利升空受諸多因素製約，其中不容忽視的因素之一就是天氣條件。

那麽，變幻莫測的氣象究竟給航天發射設下了哪些“坎”呢？

下面，我們就來談一談影響航天發射最為直接和關鍵的雷電、大風、氣溫、降水、雲或霧等天氣要素。

1

雷電

當雷暴雲中積累足夠的正負電荷時，其與空間區域或地面的電場強度差大到足以擊穿大氣時所產生的瞬間放電過程，便稱之為雷電。

當發生在雷電附近的區域溫度高達1~2萬攝氏度時，航天器將會遭受雷擊造成巨大損失。1969年11月，美國登月計劃的阿波羅11號在發射期間被閃電擊中2次，導致自動駕駛系統和傳感器異常，所幸宇航員迅速采取手動操作從而避免了災難的發生。

除了直接遭受雷擊的危害，雷暴雲中產生的短暫電流所造成瞬間增強的電場，會在航天設備外層產生靜電荷和局部電流，從而間接誘發雷擊，危及航天員的生命安全。

2

大風

大風會影響運載火箭的垂直轉運和發射。火箭垂直轉運時，地面或近地層出現5級以上大風，火箭便會有很大的概率撞擊發射塔架，進而損壞火箭的外殼和內部結構。火箭發射過程中，若在高空遇到高於火箭抗風最大閾值的急流大風區時，會造成火箭失控偏離軌道。

3

氣溫

火箭可以正常發射的大氣溫度為-20攝氏度至40攝氏度。氣溫會影響常規火箭推進劑的蒸發率。氣溫與蒸發率成正比，溫度越高，蒸發率越大。溫度過高會使燃料汽化，從而導致運載器絕緣性能下降；溫度過低又會使燃料凝固，在火箭外部凝結成水滴甚至冰晶，引起火箭設備和零組件性能失效。

4

降水

降水使空氣中的濕度增大，會削弱和散射無線電波，使地面設備及電信號性能降低，同時也會造成運載器中的設備出現漏電現象。

此外，雲滴、雨滴與高速運行的航天器撞擊時，強大的衝擊力會擊碎航天器外殼。

5

雲或霧

雲底高度低於3公里或出現大霧氣象會明顯降低能見度，干擾地面監視測量儀器對火箭的監視和跟蹤測量精度。

氣象現象複雜多變，變幻莫測。目前，人類對大氣系統的認識還處於初級階段。由於大氣是一個複雜的非線性系統，對大氣系統的初值難以給出準確的觀測，其次對於影響氣象系統的各種因素也不能充分考慮，進而更不可能做出百分百準確的氣象預報。

近年來，隨著天氣現代化建設進程加快，數值預報水準日益提高，天氣裝備技術不斷升級，高素質人才大量培養，氣象預報越來越及時精準，在航天工程中發揮著關鍵作用。

作者簡介

艾敬宜，畢業於英國利物浦大學環境與氣候變化專業，愛好音樂、旅遊，座右銘：慎而思之，勤而行之。

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