宇宙“烟花”:科技与自然共舞
|图源网络
红光奇观:天幕上的化学反应
|图源网络
火箭云的形态密码:从蝌蚪到凤凰
常见于多级火箭发射。一级尾焰因低空稠密大气限制呈细长轨迹,二级点火后高空稀薄环境使尾迹骤然扩散,形如蝌蚪头部。长征五号B的一级半构型常形成此类云团。
火箭级间分离时剩余燃料的惯性抛洒所致。2017年猎鹰9号发射曾留下“太空水母”般的螺旋尾迹。
有些火箭云像凤凰涅槃,拖着长长的焰光,十分壮观瑰丽。长征十二号一级尾焰在茂名观测者镜头中幻化为凤凰展翅,实因特殊弹道倾角设计,尾流在垂直爬升时受风切变影响呈羽状分散。
液氢液氧燃烧生成纯水冰晶,云体偏银白;固体燃料含铝粉燃烧产物则可能呈现橙黄。
长征十二号采用液氧/煤油,其尾迹冰晶对阳光的瑞利散射(一种光学现象)更易呈现蓝白色调——这种光学现象由大气分子或微小粒子(粒径远小于光波长)引起,短波长蓝光散射强度约是红光的9倍。实际观测中,天文爱好者记录到紫红色尾焰,与理论预期形成有趣反差。究其原因,可能涉及三种光学机制叠加:尾流中未燃煤油颗粒引发的米氏散射(粒子直径接近可见光波长时红光更易穿透)、高空冰晶表面薄膜干涉产生的光谱分离,以及可能的微量钠元素激发(如来自海洋气溶胶的钠原子受热辐射589纳米黄光)与瑞利散射蓝光在视觉感知中的叠加混合形成紫红色调。这种光谱交响乐实为火箭尾流动力学与大气光化学的多重效应共振。
云与光的宇宙对话:从海南到雪域
箭体设计的隐形推手
本公众号长期征集原创航天科普、国内外最新航天动态文章,投稿邮箱fannh@hical.com.cn