自带光环,航天发射的时候,为什么会出现如此漂亮的火箭云?

开彼岸花 2022-06-20 21:05:17

不知道大家注意到没有,火箭发射、中段反导这些航天活动的时候,在地面上经常可以看到非常漂亮的巨型“蝌蚪”云彩,比如最近又有人看到了。它就像“神迹”降临一样,有的人还以为是世界末日了,或者外星人来了。实际上,没那么夸张,这是“火箭云”,专业名词“暮光现象”、“暮光效应”。

暮光效应

动态的更好看

所谓“暮光效应”,是指导弹、火箭等各类航天器的发射载具在升空之后,燃料燃烧后在大气中留下的凝结尾迹,在特殊光照条件下被地面观测到的现象。必须要说的是,并非所有航天器的发射,都会形成“火箭云”,它必须满足一定的条件。

并非所有航天器的发射,都会形成“火箭云”

具体来说,是在日出前或日落后30至60分钟发射的航天器,此时地面处于地球的阴影中,比如说夜晚,而由于地球曲率的关系,火箭在高空超音速飞行时,却是白天,喷射的尾迹在阳光的照射下发生色散,此时从地面上,就可以观测到凝结尾迹随着空气流动五颜六色不停变换的壮观画面。当然,由于季节的变化,这个日出前或日落后30至60分钟,是有一定的浮动的。

不过,火箭发射大家都见过,它的尾焰和尾气虽然大,但没有大到像“暮光效应”那样夸张,横贯上百公里,有时候差不多半个中国都能看到,这又是什么原因造成的呢?究其原因,除了高度之外,就是高空大气压力变小,尾气扩散变宽,放飞自我了,就像突然爆开一样,具有放大作用。

放飞自我了

当然,有时火箭一、二级分离,二级发动机点火,在“暮光效应”中也会出现这种突然爆开的效果。另外,有时候会看到在巨大的“蝌蚪云”后半截,有螺旋,甚至“吐圈圈”,像梵高的名画一样,它们就是分离的火箭第一级,正在喷洒未用完的燃料。

吐圈圈的是火箭二级

而马斯克的“猎鹰”9火箭,由于第一级要回收,所以在分离之后要启动RCS发动机,进行精确的姿态控制和降落,“最前面的”是分离后继续往前飞继续工作的二级火箭,“后面”是回收中的二级,所以看起来更壮观。

猎鹰9火箭云

另外,我们看到的“暮光效应”,很多都是蓝色的,其实也有橙色的,有时候甚至是先橙色,再变成蓝色,这是什么原因呢?答案是高空中存在大量的微小粒子,能把阳光色散成橙色或者蓝色。而先橙后蓝的原因,是地球的阴影和光照界面并非单纯的直线分割,表层的大气在大尺度上形成了一个微弱的透镜相应。而在同样的光学系统中,长波的红光有比短波的蓝光更大的偏折角(色差),所以火箭从黑夜升空后,会先进入红黄光的照射区域,之后显偏蓝色,则和平时天空显蓝色原因大致一致,为小颗粒的瑞利散色,更偏重短波蓝光的缘故。

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开彼岸花

简介:他头像很帅能证明什么能证明他人也长这样吗i