盡管距離蘇聯(lián)將人類第一顆人造地球衛(wèi)星成功送入軌道已有63年歷史了,但如今每一次火箭發(fā)射依然充滿了危險性。從發(fā)射前的準備工作到點火發(fā)射再到將衛(wèi)星送入預定軌道要經過至少十幾個比較關鍵的步驟,其中任何一步出現差錯都可能造成發(fā)射任務失敗。今天小編就帶大家來了解一下火箭發(fā)射前24小時到衛(wèi)星入軌要經歷的步驟。
發(fā)射前準備
目前主流大推力火箭都是液體低溫火箭,發(fā)動機通常有液氧/煤油和液氫/液氧兩種,火箭發(fā)射前24小時才開始進行燃料加注。不過在燃料加注之前還要先用惰性氣體對火箭燃料箱、重要管路等進行除吹,盡可能將里面的灰塵及其他雜質清理干凈,除吹工作完成后才能開始加注燃料。而由于液氧、液氫對溫度要求非常嚴格且容易揮發(fā),所以在加注時要先對燃料箱進行冷卻并緩慢加注燃料防止產生暴沸現象,之后才能逐漸加快燃料加注到滿足任務需求為止。
火箭發(fā)射前24小時開始進行燃料加注
發(fā)射前約1小時火箭各個系統(tǒng)開始通電,接著是裝訂此次任務的飛行數據和程序,必要時還會對燃料箱進行燃料補加。與此同時火箭自檢程序開始啟動檢查各個系統(tǒng)是否正常,一切正常的話就可以發(fā)射了。
程序轉彎
火箭發(fā)射之后進行程序轉彎
火箭點火之后只有10秒左右是垂直上升的,之后就會進入程序轉彎階段,火箭發(fā)動機上配備的萬向支架或矢量發(fā)動機會給火箭提供一個偏轉力幫助火箭實現程序轉彎,程序轉彎是為了節(jié)省燃料的同時將衛(wèi)星準確送入預定軌道。
火箭助推器、一二級分離
火箭助推器分離
火箭發(fā)射后約170秒先由爆炸螺栓將助推器與火箭連接機構炸開完成助推器分離,這時火箭距地面高度約70公里,飛行速度1.2公里/秒。隨后火箭的一二級連接機構也由爆炸螺栓炸開,一級火箭關閉二級火箭點火利用兩者之間的速度差完成分離。
整流罩分離
整流罩回收
一二級火箭分離之約30秒后火箭飛行高度已達到100千米,地球大氣層對火箭飛行影響已經很小,這時整流罩連接部分的爆炸螺栓會將整流罩像剝花生一樣“剝”開,衛(wèi)星會在二級火箭的推動下繼續(xù)加速飛行。
星箭分離
上面級釋放小衛(wèi)星
二級火箭工作約400秒后火箭飛行速度已達到5公里/秒,這時二級火箭就可以關閉了,剩下的任務交給火箭上面級完成。上面級點火繼續(xù)將衛(wèi)星飛行速度提高至7.9公里/秒,衛(wèi)星進入預定軌道后星箭才算分離完成。為了提高衛(wèi)星入軌成功率火箭上面級通常具備多次點火能力,每多一次點火的機會成功概率就多一分。
太陽能電池板打開
衛(wèi)星靠太陽能電池板獲取能量
星箭分離之后衛(wèi)星想要正常工作還需要內部電池提供電能,除了極少數使用核電池的衛(wèi)星之外大部分衛(wèi)星是利用太陽能電池板獲取電能的。衛(wèi)星剛進入軌道時太陽電池板處于折疊狀態(tài),如果沒能順利打開太陽能電池板的話前面所做的一切都會前功盡棄。
除了上面提到的這些步驟之外細節(jié)方面還包括火箭燃料是否足夠、火箭發(fā)動機工作是否正常、各個子系統(tǒng)的零部件能否正常工作等都是影響火箭飛行狀態(tài)的因素,如果火箭飛行速度和高度達不到的話衛(wèi)星同樣是無法進入預定軌道。
由此可見火箭發(fā)射前24小時到發(fā)射后600秒的時間里有任何一步出現人為失誤或機械故障都可能造成火箭發(fā)射失敗衛(wèi)星無法入軌,有些自己攜帶小發(fā)動機的衛(wèi)星在上面級沒能將其送入軌道的情況下還可通過自行變軌進入預定軌道,但這樣做會降低衛(wèi)星壽命??扇绻l(wèi)星是完全依賴火箭飛行最后卻沒能入軌的話就真沒有任何補救措施了,哪怕心里很清楚衛(wèi)星距離軌道只有一步之遙也只能干著急。
時代在不斷發(fā)展,航天技術也不不斷進步?;鸺l(fā)射的每一步依然是驚險萬分,每一次火箭發(fā)射成功都值得贊賞,每一次發(fā)射失敗也值得銘記!
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