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一次通俗的发射却上了全天下的头条，科学解读SpaceX火箭异景形成缘故原由
2017-12-26 / 阅读次数：2253
勤营销、重品牌的企业，连老天都眷顾！SpaceX就这么莫名捡了一个上全天下头条的时机 。
12月23日，中美日上演航天三国演义，在三小时内各自举行了一次航天发射 。
先是日本在北京时间09：26分，用H1A火箭发射了自己的一颗高精度气象视察卫星SHIKISAI，中文名“色彩”，同时还搭载了一颗名叫“燕子”的超低轨试验卫星TSUBAME 。
仅仅61s后，SpaceX公司在美国加州范登堡空军基地，用猎鹰9号火箭发射了十颗“下一代铱星”通讯卫星 。
三个小时后，北京时间12：14，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁火箭发射了陆地资源勘查卫星二号 。
云云麋集的发射不但创下了人类最短航天发射距离的纪录，也让各人很是好奇——当天，有四千多人在腾讯新闻讨论，事实为何三国都会选择在这一天麋集发射卫星?
着实这一点更洪流平上确实是巧合 。纵然是事先有所协商，通常也是把发射时间错开，而不是安排得这么靠近 。这三次发射的都是通俗的卫星，虽然也有发射窗口要求，但着实天天都有好一再时机，不必非得要在12月23日 。这不像探月或者探测火星，必需抢在一个很窄的时间窗口发射不可 。
于是网友推测，麋集发射背后是不是有重大的手艺缘故原由 ？着实特殊简朴 。好比SpaceX，笔者猜就是想赶忙发完过圣诞节，顺便也给各人送一份圣诞节礼物；中国的航天人们，则是想赶忙搞定、回家过元旦，所有发射场的人都这么想的，真的，虽然是国家使命，但越来越人性化的决议层也会酌情思量民意 。这和麦克阿瑟昔时说要在圣诞节前竣事朝鲜战争是一个原理 。重大节日对人心理状态影响很大，事实科学家也得过年！
邻近圣诞节，SpaceX确实给各人送上了一份魔幻般色彩的礼物 。猎鹰9号火箭发射时，在加州上空制造了一幅奇景 。天空中突然划过的亮光，最先时真的吓到了民众，有人还以为是UFO，听说911都被打爆——报道称有130人打了911报警 。马斯克甚至开顽笑说这是来自朝鲜的核动力不明航行物 。
马斯克的推特
等各人明确过来，这不过是一次火箭发射，可是其惊动水平完全可以与不久前的美国日全食媲美，被震撼到的人们纷纷拍摄视频上传社交媒体 。地球扑面的中国也不破例，笔者的朋侪圈瞬间就被发射时的美景刷爆 。
云云异景，真是未几见 。许多朋侪问我，看过许多次火箭发射了，虽然都很震撼，但怎么就从没见过这么美的发射历程呢 ？这些异景背后究竟是什么原理 ？
下面我们就试着仔细剖析解读一下，由于没有SpaceX公司的第一手资料支持，以下剖析均是凭证果真报道所做的科学推测 。
这次发射使用的火箭型号是猎鹰9号Block3型，一级火箭是2017年6月发射铱星使命后接纳复用的 。不过由于这个型号将被更新的Block5替换，以是SpaceX公司决议这次发射使命不再接纳一级火箭 。这个型号的火箭没有助推器，虽然本次要发射十颗铱星，不过这些卫星都很� 。靠�860kg），并且轨道也较低，Block3足以胜任 。铱星“下一代”通讯卫星星座将由75颗低轨卫星组成，现在已经发射了30余颗，以是以后我们尚有时机看到多次类似的发射使命 。
视频第一部分是一束红色的亮光像利剑一样平常划过天空，并且这束光越来越亮 。
一级火箭的尾焰
这着实是火箭一级火箭的尾焰 。
随后，火箭快速上升，这束光的颜色也越来越淡，酿成白色 。
一级火箭
随后光束逐渐变细，最后消逝 。这着实是一级火箭的燃料逐步用尽的历程 。
但不久之后，又一个亮点在前方泛起，并且光束比之前粗多了 。放大看，颜色略微发蓝，头部泛起出显着的锥形 。这着实是第二级火箭发念头的尾焰爆发的特效 。
二级火箭发念头燃烧
此时火箭速率已经凌驾7000km/h，极快的火箭就像艺术家一样平常，用他的笔在夜空中勾画出一幅壮观又带着些许神秘感的图景，摄人心魂 。这时火箭的高度凌驾75km 。
二级火箭发念头的尾焰
那么为啥尊龙凯时人生就是搏长征二号、日本的H1A火箭都没这么拉风的发射图景，偏偏SpaceX的猎鹰火箭这么拽 ？虽然马斯克真的很会作秀，不过能够爆发云云异景，真的不是靠刷颜值或拼人品，需要天时、地利皆具备 。
天时方面：
· 发射时间在黄昏，刚发射时，斜阳还在，以是印衬出一级火箭的尾焰尤其的红；
· 火箭升高后，太阳刚落山，虽然地面已经黑了，但由于火箭在高空仍能被阳光照射，再加上整个天空配景较量暗，以是从地面上看去，就愈发显得火箭的尾焰明亮 。
· 为何形成壮观的梭形白色雾状体 ？是由于猎鹰9号火箭使用液氧、煤油作为燃料，燃烧产品是二氧化碳和水 。这些水先被蒸发，扩散后又降温冷凝成小水滴，之后又被阳光照亮 。这时间只要视察角度合适，就能看到云云这般，像亮剑、又像某种不可言说之物（有网友建议某杜XX品牌可以赞助一下）的景观 。
之前的猎鹰9 Block3火箭发射场景
猎鹰9火箭一级的梅林发念头，一共九台
这次即将发射的猎鹰9火箭，冒出的白色气体是泄露出的少许液氧 。液氧+煤油是一种很好的推进剂组合，不但推力大，清静，也环保，中国长征五号火箭也使用了液氧+煤油计划 。
地利方面：
· 加州外地天气很是晴朗，空气能见度极高，以及合适的气温 。以是能够视察到火箭的时间很是长 。要知道在阴天发射火箭时，火箭腾飞后将很快进入云层，在尾焰的作用下，云层会整个闪亮一下，然后地面上的人们就再也看不到火箭了 。
天气好，再加上上述缘故原由，使得加州民众大饱眼福，险些看到了火箭发射的全历程 。本次一二级疏散时就已经有75km高了，若是不是足够的比照度，很难想象人类可以只靠肉眼看这么远 。
很是清晰的一二级疏散
· 别的，猎鹰二级使用了真空版梅林发念头，加大了喷管尺寸，燃烧时，尾焰要更大一些 。不过视频中二级火箭燃烧后，锥形尾焰越发粗大的主要缘故原由是由于，此时火箭已经飞得很高，这个高度的大气密度已经很低，以是水蒸气的扩散速率更快，因此爆发的视觉效果就会更震撼 。
下面这张图就是大气密度随高度转变的曲线：
这张图只画出了24km以下的情形，在24km高度，大气密度和压力就只有不到海平面的10%了 。一二级疏散的高度约莫在81km高度，大气密度已经很是低，以是扩散速率很快，这种转变带来的视觉效应也很是显著，
· 仔细看这段的视频，还会发明一个小细节 。在锥形尾焰中有一个亮点，在它的照射下，很显着有一圈一圈的烟在飘动，这又是什么 ？
本次一级火箭并不接纳，那么一二级疏散后，一级火箭应当关机了，那里来的亮点呢 ？
笔者仔细剖析了完整版本的高清视频 。我们先看全景图，当火箭航行到后半段，在前方竟然有一弯明月 。
追踪整个历程，谁人亮点并没有随着火箭向前 。一连剖析火箭、月亮和亮点的位置后，笔者曾大胆推测这会不会是月亮的影子 ？会不会是火箭尾焰在大气中爆发了镜面效果，从而倒映出了月亮 。
图中1是火箭，2是月亮，3就是谁人亮点
可是通过对火箭发射程序的仔细比照，并相识到虽然这次一级火箭不接纳，但仍然会执行正�＝幽衫痰牟糠中卸� 。并且与SpaceX公司火箭控制室从第二级火箭传回的遥测视频比对，确认这确实是疏散后的一级火箭的反推发念头在事情而爆发的亮点，在控制室也确实有“Entry Burn ”的指令发出 。那些弯弯曲曲的烟圈是RCS碰口吐出来的，而亮点就是反推发念头的焰火 。
二级火箭遥测图像给出的一二级疏散历程
一二级疏散后的二级火箭发念头
事情中的二级火箭真空型梅林发念头
这次发射更神奇的地方是，我们竟然肉眼可见被抛掉的整流罩！只能说外地天气着实太好了 。
接着就是顺遂的释放卫星，一切很是圆满 。
释放卫星
在2017年的圣诞前夜，谢谢SpaceX为全人类送上的这份漂亮的礼物 。并且，在不久之后的2018年1月，马斯克就要把一辆Roadster跑车送上火星轨道，让我们期待再一次被震惊吧 。
下个月，Roadster跑车将被送上火星轨道！
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