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為什麼“垂直”發射的火箭,軌道卻是“彎曲”的?有什麼講究?
- 2021-09-21
彎曲的什麼
文/非凡科普
眾所周知每一次航天器的發射,都是有火箭搭載升空,那麼你知道,為什麼火箭要垂直地面發射,上天后軌道卻變成了彎曲的?何不直接讓火箭傾斜發射?這其中有什麼奧秘?成功將飛船送進太空後,火箭都去哪了?
火箭的燃料是什麼?
火箭作為一種
反作用力向前推進的飛行器
,它需要自己攜帶所有的推進劑,不依靠外界工質產生推力,能夠在稠密的大氣層內、外實現航天飛行。
看似複雜的火箭,其實原理和我們過年放的爆竹一樣,只不過裝置位置不同,並且火箭的燃料十分特殊,是一種
無色透明,聞上去和普通煤油差不多
的物質,裡面包含煤油、酒精、偏二甲肼等,液態氧、和四氧化二氮作為氧化劑提供幫助燃燒。
人們通常將這種火箭燃料稱之為
推進劑
,它不易揮發,並且,最大的特點就是
燃點高
,大約在3000攝氏度左右。
為什麼火箭都是“垂直地面”發射?
不管火箭發射時所攜帶的是什麼,它的目的都是將其送到
預定軌道
,這就需要到達一定的高度以及速度,那麼火箭在發射的過程中,不僅要克服地球引力的作用,還要衝破稠密的大氣阻力等。
所以在火箭發射時,首先要考慮的是,如何讓火箭順利進入50公里以上的大氣層,這勢必就需要足夠的推進劑,但火箭所攜帶的燃料數量有限,所以就需要以最快的方式,讓火箭進入大氣層。
那麼
點到線的最短距離就是垂線
,所以讓火箭垂直地面發射是最佳方式,傾斜發射的話就需要更大的起飛推力,消耗的推進劑也就更多。
升空後的火箭為什麼發生傾斜?
然而在火箭順利升空之後,我們發現它會發生一定的傾斜角度,難道是因為“頭”太重,所以發生了方向上的改變嗎?
答案當然是否定的,很多人覺得火箭進入太空後,會脫離地球的引力,但實際上並非如此,大多數火箭的目的地都是
地球軌道
,因為那裡有足夠的向心力,保證火箭不會飄到外太空去,並能節省更多推進劑。
為了能讓火箭進入軌道,就需要讓火箭在升空後開始傾斜,以尋找軌道角度,看上去很簡單,實際操作卻非常難,這個過程需要消耗非常多的推進劑,讓火箭達到最佳的行駛速度。
火箭成功發射之後,殘骸最終去了哪?
火箭的使命就是有效的將載荷送到既定位置,當它成功與載荷分離之後,使命也就完成了,那麼分離之後的火箭殘骸都去了哪裡?
而火箭殘骸的產生有三個階段,一是火箭發出之後掉落的細小“殘渣”,二是助推器、整流罩這樣的重殘骸,最後就是將衛星送到指定軌道後,分離之後的火箭本身。
第一種並不需要擔心,因為非常小,像助推器這樣的殘骸分離,是會落入到預定的範圍,地面人員對其進行可控回收。最後火箭自身分離後,會在軌道“漂浮”很久,然後墜入大氣層焚燬。
最後個人觀點:
火箭是人類的一項偉大發明,它的出現讓人類文明更上一層樓,也讓人類走向了太空探索,在瞭解火箭發射的原理之後,是不是對這些航天的工作人員充滿敬佩,因為他們,才讓人類的科技如此強大,也因為他們,讓人類開始真正瞭解地球、瞭解太空。