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造成火箭发射推迟的原因有哪些?

网友发布 2023-06-15 22:40 · 头闻号汽车汽配

转载请注明:文章转载自公号:中国航天科普(id:space-more)

火箭的发射时间有时会因种种原因而临时推迟,那么这样的推迟是“个案”还是“惯例”?火箭的发射时间为何会被临时推迟?推迟后对火箭、卫星乃至整个发射任务又有哪些影响呢?

其实,在全球的宇航发射中,推迟发射并非个案。例如,除了SpaceX公司三番五次地推迟猎鹰-9火箭的发射任务外,美国在“天鹅座”“猎户座”等几次重大发射任务中都遇到过临时推迟的情况。有人曾开玩笑地说:“美国发射任务临时推迟似乎成了‘家常便饭’。”

造成火箭发射推迟的原因多种多样,大致分为几类:技术原因、天气原因以及落区情况等因素。

在技术原因方面,如果进一步细分,还能分为运载火箭自身原因、有效载荷和配合目标的状态。

顾名思义,运载火箭和有效载荷的技术原因很容易理解,而 配合目标 则是指与此次发射任务相配合的元素,如地面的监测设备、太空的监测卫星和在轨运行的对接航天器等。

载人和货运飞船发射前,与其对接的国际空间站一般都要进行降轨,如果国际空间站降轨不到位,没有飞到预定的位置,就会影响对接,因而发射也会受到影响。

同理,在试验卫星发射时,也会进行大量的数据测试,如果用于监测的设备仪器出现问题,势必会影响发射。

因为 技术原因 导致发射推迟的事件并不少见。比如由于美国空军用于发射跟踪的雷达故障以及猎鹰-9火箭第一级上安装的视频传输装置的机械故障,发射被紧急终止。

同样因技术原因,俄罗斯国家航天公司原定于当地时间2016年4月27日在东方航天发射场进行的首次火箭发射任务被迫在最后时刻推迟了。媒体纷纷称,俄罗斯总统普京苦等火箭发射整整一天,却被“放鸽子”。

再来说一说由于 卫星载荷 问题所导致的延迟发射。

美国德尔塔火箭于2016年6月11日发射了NROL-37卫星,而该任务的原定发射时间是5月12日。由于在发射前夕发现卫星载荷的问题,不得不推迟发射。

无独有偶,SpaceX公司发射Orb-comm-2卫星时同样由于载荷问题推迟了4天发射。

事实上,火箭发射是得看“老天爷脸色”的。这其中包括大气层内的气象状况和空间天气情况。因为大风、雷雨等天气可能会对运载火箭造成致命的影响,所以火箭发射时间要尽量选择在晴朗天气条件下进行。

而在大气层外,太阳黑子活动、高能辐射以及电磁暴等恶劣的空间天气也有可能让火箭发射任务失败。所以,火箭发射前需要进行大量的天气监测和预报工作,发射时间的选择也需要避开这些天气状况。

同样以NROL-37卫星任务为例,当火箭6月10日已经“箭在弦上”准备发射卫星时,由于糟糕的天气情况,发射不得不推迟到6月11日。

落区情况是指运载火箭起飞后的紧急着陆区,助推器、一子级等部件的落点。在火箭发射前,工作人员要进行落区居民的疏散工作,尤其是一些在内陆地区的发射场,火箭的落区会尽量选择在一些人烟稀少的地区,但在发射前也需要将这些地区进行疏散,以免造成人员伤亡。而对于沿海地区的发射场来说,落区的选择较为宽裕,一旦被选定为落区的海域,则需要控制船只进入。

影响火箭发射的因素涉及方方面面,任何一个环节“掉链子”都不允许,而一旦火箭发射推迟,产生的影响也是多方面的。

发射窗口的选择是一项极为复杂的工作,要综合考虑有效载荷本身的要求及外部诸多限制条件。

由于太阳、地球和其他星体的相对位置在不断变化,即使发射同一类型、同一轨道的航天器,其发射窗口也是不固定的。

此外,发射窗口也长短不一,长的以小时计,甚至以天计算,短的只有几十秒钟,甚至为零。如果航天运载器因天气或临时故障等原因不能在规定的发射窗口起飞,就只能延迟,等待下一个发射窗口。

当前世界的主流运载火箭多采用低温推进剂,这样的火箭比较难“伺候”。它们大多在发射前一两天进行加注,一旦发射推迟,发射任务不仅会因为低温推进剂的加注、泄出、再循环操作中的推进剂损耗,以及相关操作而增加任务成本,更要承受延迟发射所带来的技术风险。

一般情况下,各国火箭进场后的准备发射周期普遍在1个月左右。这期间,科研人员要对火箭、载荷以及配套设施进行大量的测试工作,一旦出现问题就要立马解决。

同时,相关人员还需要加强发射场、火箭飞行轨迹区域的天气监测和提前预报,以及发射场区和落区的安保和疏散,以确保火箭能够准时发射。

火箭发射的推迟并不是一件可怕的事情,从某种程度上来说,反而是航天工作者对于发射前检查更为细致严谨的一种表现。另外,随着运载火箭自检能力的不断提高,在火箭发射前依靠先进的故障检测系统,及时排除火箭检测到的故障,反而更能提高发射的成功率。

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