有一個現象估計大家都不陌生,就是火箭發射時,會有很多東西掉下來。關于掉下來的那些東西到底是什么,網上有很多討論,慢慢地,也就有了很多不同的說法,有的說那東西是隔熱瓦,用來阻隔火箭與大氣摩擦產生的熱;還有的說那東西是給火箭保溫的,叫隔熱泡沫;又有的說是冰……這么多說法,到底哪個才是正確的呢?
它是隔熱瓦?

上圖,火箭剛剛升空時,可以輕易看見,就像天女散花一樣,火箭稀里嘩啦掉了不少,這個現象在國外的論壇上也引起很多討論,跟我們一樣,國外的小伙伴們同樣也納悶得很:中國火箭發射時,掉的到底是神馬東西呀?
有人說,這是隔熱瓦,是用來阻隔火箭與大氣摩擦時產生的熱。顯然,這是一個沒有經過仔細思考的答案。
既然是隔熱瓦,為什么火箭這才剛剛爬起來,還在低速時就噼里啪啦地掉,等火箭達到好幾倍音速時,你還隔個什么熱?所以,針對上圖,說隔熱瓦是錯誤的。
它是冰塊?
還有不少人認為這是冰,理由是火箭里面裝有大量的低溫燃料,比如液氫液氧等。這些超低溫的燃料讓箭體的溫度也變得很低,導致空氣中的水蒸氣在箭體上凝結成冰,發射時,由于震動,紛紛脫落。
這個說法也不對,但是,如果指的是別的火箭,這就對了。比如在阿波羅登月計劃中使用的土星5號火箭、獵鷹9號火箭等,說是冰,就是對的。


所以,如果有人問,火箭發射時,掉下來的那些東西是什么?假如沒有指定是什么類型,哪個國家發射的火箭,那么答案之一,就是冰屑。
上面提到的土星5號火箭,使用液態氫和液態氧作為燃料,而液態氫的溫度是零下兩百多攝氏度,液態氧的溫度也是零下一百多攝氏度,這些低溫燃料充入箭體后,由于低溫,外界空氣中的水蒸氣凝結成冰,附在箭體上,發射時,由于震動和其他因素,紛紛下掉。
隔熱泡沫?
是的!我國火箭發射時,剛開始紛紛掉落的那些東西就是隔熱泡沫。而這個解釋,來自中國運載火箭技術研究院科技委副主任李福昌,他說,這是火箭保溫的一個措施。為了不讓火箭推進劑的溫度過高或者過低,箭體一些部分貼了一些隔熱泡沫來進行保溫,火箭發射升空,速度一快、風一大,有些泡沫材料掉了下來,這對火箭成功發射沒有影響。
我國火箭,隔熱泡沫掉落從來沒出過什么事,但是對于美國航空航天局的航天飛機來說,就不是這么回事了。
2003年2月,哥倫比亞號航天飛機最后一次執行任務時,在升空階段,由于外儲燃料箱上一個公文箱大小的隔熱泡沫脫落,擊中了哥倫比亞號左翼。



哥倫比亞號左翼被擊中后,造成機翼上的隔熱瓦損壞,到哥倫比亞號完成任務返回大氣層時,高達1650 ℃的高溫氣體通過損壞部分進入機翼上層結構,最終導致航天飛機解體,7名航天員犧牲。
為什么航天飛機掉東西會失事,而而我國火箭掉的那么厲害卻不怕?一個原因是,我國火箭掉落隔熱泡沫時,還處在低速狀態,就算擊中也沒事,甚至說,我國火箭發射時掉落隔熱泡沫,是故意而為之的。
而哥倫比亞號,隔熱泡沫是在發射82秒后掉落的,那時的飛行速度已經很快,被擊中后沖擊力肯定很大。隔熱泡沫掉落這個問題在航天飛機上一直沒有得到很好的解決。如今,美國的航天飛機已經全部退役,代之以被寄以厚望的獵戶座飛船。從安全上來說,獵戶座飛船的安全系數是航天飛機的10倍。但如果說,獵戶座飛船要比航天飛機更先進,這是不恰當的,航天飛機是人類建造的迄今為止最最復雜的飛行器,它起飛時像火箭,在外太空時像宇宙 飛船,降落時又像飛機。未來,技術儲備足夠,安全和經濟性都得到保障時,可重復利用的航天飛機也許還會出現。
綜上所述,火箭升空時,掉落的是什么東西?顯然,具體情況得具體分析,火箭不同,掉落的東西也會不同,它可以是隔熱泡沫,也可以是冰。我國的火箭,掉落的主要是隔熱泡沫,而國外的火箭,掉落的一般是冰。
參考資料:
1.http://helios.gsfc.nasa.gov/qa_study.html
2.http://www.cnsa.gov.cn/n615708/n620172/n620646/n2269279/167813.html
3.http://criterioncollection.blogspot.com/2006/04/54-for-all-mankind.html
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