SpaceX首次载人发射推迟!为何天气能影响火箭发射?-中国七大悬案

发表时间:2020年05月28日 10:28:02内容来源:SpaceX首次载人发射推迟!为何天气能影响火箭发射?

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SpaceX首次载人发射推迟!为何天气能影响火箭发射?

例如对发射上空的闪电条件限制。这种限制是为了以防止其破坏周遭的电子设备,甚至是影响到飞行器本身。

除了点火和飞行器对环境的特定要求之外,发射场还有一些额外的要求,是为了保护发射井周围的工作人员与遍布海、路、空的观察记录人员和吃瓜群众。

来源:高山大学“一个火箭准备发射了,那么老天一定用坏天气逼迫你换一天再来”。一个老套的笑话,但可能所有参与火箭发射任务的工作人员都听过。

在航天发射过程中,各国都要严格遵守《发射实施标准文件(Launch Commit Criteria)》,文件中对发射天气进行了严格的限制。

“挑战者”号发射过程实录1986年1月28日,“挑战者”号航天飞机在接近零度时进行了点火发射。这一温度比标准文件要求的温度低了整整20华氏度(≈6.7摄氏度)。低温直接导致了挑战者号右侧的固态火箭助推器上的零件失效。

SpaceX首次载人发射推迟!为何天气能影响火箭发射?

SpaceX的“乘员龙”飞船和猎鹰9号火箭在发射场

发射一艘火箭或一颗卫星需要成百上千小时的训练、测试、点火以及运行的准备工作。如果是载人飞行任务,承载的工作人员也需要进行十年如一日的训练。大量的测试和训练,就是为了确保完美无瑕的完成点火和推进的任务。

最终,7名优秀的宇航员丧命于那个1月的清晨。

当然,出现任何不符合标准文件的天气状况,就必须推迟火箭发射。所以,即使发射场当天的天气完美,发射也可能中止。

图为挑战者号STS-51L的发射现场,在发射前的几个小时内,温度迅速降到了零度以下,可以看到发射井里冻上了冰碴。(来源:NASA)

例如为了保障点火操作人员的安全,考虑到了一些特殊的气象指标。其中就包括了:点火时降雨到发射井的距离、风速和风向,高空中风切变(乱流)的大小等。

自2011年NASA航天飞机退役以来,这是首次在美国本土进行载人航天发射任务,标志着美国恢复将人类送往太空的能力。

这也是NASA商业载人航天计划以及SpaceX公司成立18年以来首次载人航天发射任务。

该标准文件对于气象的要求不仅考虑了第45太空联队对于在陆地、海上和空中工作人员的安全因素,而且还考虑了火箭拥有与使用者SpaceX和NASA对于气象的要求。

此外,除了发射当天的天气状况,还需要考虑逃生的天气需求。

(1)返回发射场(Return To Launch Site);

这些教训往往是痛苦甚至是致命的,它们使得工作人员们深刻地明白:在非理想环境下主观发射火箭极其危险。

答案是,不可以!之所以这么严格,是因为美国受到过太多的教训。

此外,因为忽视了标准文件中的天气预警,“挑战者”号遭遇了航天飞机有史以来最强烈的高空风切变(乱流),这也直接导致失效部件因为压力而粉碎。

“乘员龙”号着陆点为返回肯尼迪发射中心或位于加利福尼亚的爱德华兹空军基地。

“乘员龙”号飞船和猎鹰9号火箭发射的天气条件

下一次发射尝试定于美国东部时间5月30日下午3时22分。

安全手册上要求必须距离积雨云18.5公里以上才能发射火箭,而如果现实中积雨云距离发射基地18公里时,一定要取消发射吗?难道与安全手册只相差一点点也不可以吗?

(2)跨洋紧急中止着陆(Trans-oceanic Abort Landing);

“挑战者”号的悲剧时刻提醒着宇宙航天的工作人员们,对于飞行器来说,在允许条件外强行执行发射或降落任务的严重后果。

如此重要又激动人心的时刻,为何会因为天气而临时选择取消呢?

原计划在美国东部时间5月27日下午4时33分发射的“乘员龙”号载人飞船和猎鹰9号火箭因天气原因延迟发射。

此次“乘员龙”号飞船所参考的标准文件概述了成功完成火箭和航天器点火及降落任务的气象环境限制。

或许大风降温对于我们来说,只是稀松平常的事情,但发射时候的风向、湿度、温度、云层覆盖范围、降水等变量都会对航天器飞行造成干扰。

(3)首次环绕地球一周之后的“单次环绕中止着陆”(Abort Once Around)。

这些紧急着陆位置发射日的预报是由美国国家海洋和大气管理局的国家气象服务(NOAA National Weather Service)及位于德克萨斯州休斯敦的太空飞行气象组(Space Flight Meteorology Group)一起提供的。

然而,在所有这些困难工作都完成之后,还有一个无法控制的先决条件,那便是天气状况。

为什么美国宇航局(NASA)和第45太空联队(发射场地的管理署)的风险控制人员,甚至所有发射场地都那么在乎火箭发射时候的天气变化?

正常情况下,只有同时在三种中止方案都能够执行的情况下航天飞机才被允许发射。