新春特辑 | 彗星解码(十六)新年到 一起来解读航天烟花的色彩密码

文摘   2025-01-28 11:02   宁夏  


亲爱的朋友们、航天迷们,今天是大年二十九,明天就是正月初一啦。虽然今年的除夕夜有点特别,没有年三十,但全家人聚在一起吃年夜饭、看春晚、放烟花、守岁,这些跨年仪式一样不能少。12点钟声敲响那一刻,色彩缤纷、绚丽多姿的烟花在夜空中竞相绽放,点亮整个春节的夜空,让人目不暇接,心潮澎湃!


在航天领域,我们也有属于自己的烟花——火箭尾焰。每个发射日就是航天人的“年”,这些尾焰绚烂多彩,每种颜色都承载着独特的意义。那么在今天,让我们用文字解读美丽的航天“烟花”,为家家户户添彩祝福!祝大家新的一年里,日子如同我国商业航天事业一样多姿多彩、蒸蒸日上、节节高升。


Part.01

赤橙黄绿蓝靛紫

(图片来源于网络)


火箭尾焰源自推进剂与氧化剂在火箭发动机中的激情碰撞,共同演绎出一场绚丽的化学反应,通常有红、黄、蓝、橙红、紫红、橘色等。这些颜色的变化主要取决于火箭使用的推进剂类型和燃烧条件,简单来说,推进剂就是影响火箭尾焰颜色的直接因素。目前常见的火箭推进剂有五种,让我们一起看看属于它们的幸运色分别是哪些吧!

红色:偏二甲肼 + 四氧化二氮在燃烧时会产生大量氧化氮气体,这些气体在高温下会发出明亮的红色光,因此尾焰呈红色。

黄色、蓝色:液氧 + 煤油在燃烧时会产生二氧化碳和水蒸气,其中二氧化碳在高温下会发出黄光。温度越高,尾焰颜色会从黄色渐变到蓝色。由于煤油燃烧会产生少量固体颗粒,火焰通常不透明。

橙红色:液氢 + 液氧在燃烧时主要产生水蒸气,因此尾焰非常干净,颜色偏橙红色。

蓝色、黄色、紫红色:液氧 + 甲烷在燃烧时主要产生二氧化碳和水蒸气,整体呈现非常漂亮的蓝色、黄色和紫红色的混合状态。因为煤气的主要成分是甲烷,所以网友又戏称这三种颜色的组合为“煤气灶色”

橙色、红色、黄色:固体燃料含有多种金属氧化物,燃烧产物有大固体颗粒,燃烧时会产生多种颜色的尾焰,常见的颜色有橙色、红色、黄色等,火焰明亮不透明,而且尾焰长度非常长。


Part.02

谁持彩练当空舞

长征七号运载火箭:2016年6月25日于文昌航天发射场成功发射。其尾焰主要呈橘黄色,细看之下竟带有一抹梦幻蓝。这款全新火箭采用无毒无污染的液氧煤油,相比传统推进剂比冲提升20%,推力大增60%。不仅体现了中国航天的绿色环保理念,还能有效降低成本,显著提升火箭性能。

长征十一号固体运载火箭:2019年6月5日于山东海阳以“一箭七星”的方式圆满完成了我国首次海上发射任务,尾焰主要呈黄色。标志着我国成为世界上第三个掌握海上发射技术的国家。

长征二号F遥十二:2021年6月17日于酒泉卫星发射中心托举神舟十二号载人飞船拖曳着红色尾焰升空。标志着中国空间站建设阶段的全面开启,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波成为中国空间站天和核心舱的首批“入住人员”。

朱雀二号:2023年7月12日在酒泉卫星发射中心成功升空,其尾焰呈现出鬼魅般的幽蓝色‌,非常漂亮。它是全球首款成功入轨飞行的液氧甲烷火箭,标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得突破。

引力一号运载火箭:2024年1月11日在山东海阳附近海域顺利升空,尾焰是漂亮的橙色。创造了全球起飞推力最大固体运载火箭、中国乃至世界首型全固体捆绑(固体芯级+固体助推动力)运载火箭等多项纪录。

天龙二号运载火箭:2023年4月2日,天龙二号在我国首次使用煤基航天煤油作为推进剂成功发射,尾焰从黄色渐变到蓝色。2024年11月30日,长征十二号运载火箭采用煤基航天煤油作为推进剂,在海南商业航天发射场二号发射工位圆满成功发射,验证了我国首个商业航天发射场的发射能力,也照亮了中国商业航天人烧“煤”的漫漫太空征程,标志着我国商业航天事业迈上新台阶。







Part.03
颜靓温高推力强
在野外点燃一束火把,你会发现火焰的颜色从外到内呈现出不同的色彩,其原因就是火焰的颜色与温度密切相关。我们看到的火焰颜色不同,正是因为火焰的温度不同。

常温下,物体会发出肉眼看不见的红外线,这种现象被称为黑体辐射。当物体的温度升高到一定程度,发出的光就会进入我们能看到的范围。具体来说,温度大约在500℃到800℃之间时,火焰发出的光是红色的,常见于偏二甲肼与四氧化二氮燃烧;当温度升至大约1000℃左右,火焰会呈现出黄色,常见于煤油与液氧燃烧。这两种颜色的火焰比较常见,因为它们需要的能量相对较低。

蓝色火焰给人一种神秘的感觉,通常被描绘在中古世纪的神秘魔法中。因为,蓝色火焰要在更高的温度(通常在1200℃以上)或有特殊的化学物质参与才会显现,它们需要更高的能量。比如,液氧和液氢燃烧时,液氧与甲烷燃烧时就可能会发出蓝色光。这种蓝色火焰不仅美丽,也代表着更高的燃烧效率和更清洁的燃烧过程。

从火箭尾焰的颜色基本可以判断温度高低,而高温燃烧通常意味着更高的燃气速度和更大的推力,低温燃烧推力相对较小。因此,火箭尾焰的颜色也可以作为间接判断火箭推力大小的一个参考依据:

蓝色尾焰:意味着高温燃烧和高比冲,推力较大。

红色或黄色尾焰:意味着较低的燃烧温度,推力相对较小。

亲爱的朋友们,此刻您是否在仰望星空,在欣赏春节烟花的同时,联想到航天"烟花"(火箭尾焰)的魅力呢?那么现在,海南商业航天发射场向您发出诚挚邀请,蛇年来海南文昌与我们一同观看最具科技含量的“烟花表演”。2025年,愿海南商业航天发射场的火箭尾焰,如同在跨年夜绽放的缤纷烟花,频频闪耀,照亮我国商业航天远大前程。


除夕夜 共团圆



  文字:程  楠

  编辑:蒋明霖

  校对:王  柳

  审核:范南虹


  关键词:海南商发、海南商业航天发射场、商业航天、烟花、火箭尾焰、推进剂、氧化剂、2025年春节

海南商发
中国首个商业航天发射场投资运营主体——海南国际商业航天发射有限公司官方对外宣传平台。
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