尽管距离苏联将人类第一颗人造地球卫星成功送入轨道已有63年历史了,但如今每一次火箭发射依然充满了危险性。从发射前的准备工作到点火发射再到将卫星送入预定轨道要经过至少十几个比较关键的步骤,其中任何一步出现差错都可能造成发射任务失败。今天小编就带大家来了解一下火箭发射前24小时到卫星入轨要经历的步骤。
发射前准备
目前主流大推力火箭都是液体低温火箭,发动机通常有液氧/煤油和液氢/液氧两种,火箭发射前24小时才开始进行燃料加注。不过在燃料加注之前还要先用惰性气体对火箭燃料箱、重要管路等进行除吹,尽可能将里面的灰尘及其他杂质清理干净,除吹工作完成后才能开始加注燃料。而由于液氧、液氢对温度要求非常严格且容易挥发,所以在加注时要先对燃料箱进行冷却并缓慢加注燃料防止产生暴沸现象,之后才能逐渐加快燃料加注到满足任务需求为止。
火箭发射前24小时开始进行燃料加注
发射前约1小时火箭各个系统开始通电,接着是装订此次任务的飞行数据和程序,必要时还会对燃料箱进行燃料补加。与此同时火箭自检程序开始启动检查各个系统是否正常,一切正常的话就可以发射了。
程序转弯
火箭发射之后进行程序转弯
火箭点火之后只有10秒左右是垂直上升的,之后就会进入程序转弯阶段,火箭发动机上配备的万向支架或矢量发动机会给火箭提供一个偏转力帮助火箭实现程序转弯,程序转弯是为了节省燃料的同时将卫星准确送入预定轨道。
火箭助推器、一二级分离
火箭助推器分离
火箭发射后约170秒先由爆炸螺栓将助推器与火箭连接机构炸开完成助推器分离,这时火箭距地面高度约70公里,飞行速度1.2公里/秒。随后火箭的一二级连接机构也由爆炸螺栓炸开,一级火箭关闭二级火箭点火利用两者之间的速度差完成分离。
整流罩分离
整流罩回收
一二级火箭分离之约30秒后火箭飞行高度已达到100千米,地球大气层对火箭飞行影响已经很小,这时整流罩连接部分的爆炸螺栓会将整流罩像剥花生一样“剥”开,卫星会在二级火箭的推动下继续加速飞行。
星箭分离
上面级释放小卫星
二级火箭工作约400秒后火箭飞行速度已达到5公里/秒,这时二级火箭就可以关闭了,剩下的任务交给火箭上面级完成。上面级点火继续将卫星飞行速度提高至7.9公里/秒,卫星进入预定轨道后星箭才算分离完成。为了提高卫星入轨成功率火箭上面级通常具备多次点火能力,每多一次点火的机会成功概率就多一分。
太阳能电池板打开
卫星靠太阳能电池板获取能量
星箭分离之后卫星想要正常工作还需要内部电池提供电能,除了极少数使用核电池的卫星之外大部分卫星是利用太阳能电池板获取电能的。卫星刚进入轨道时太阳电池板处于折叠状态,如果没能顺利打开太阳能电池板的话前面所做的一切都会前功尽弃。
除了上面提到的这些步骤之外细节方面还包括火箭燃料是否足够、火箭发动机工作是否正常、各个子系统的零部件能否正常工作等都是影响火箭飞行状态的因素,如果火箭飞行速度和高度达不到的话卫星同样是无法进入预定轨道。
由此可见火箭发射前24小时到发射后600秒的时间里有任何一步出现人为失误或机械故障都可能造成火箭发射失败卫星无法入轨,有些自己携带小发动机的卫星在上面级没能将其送入轨道的情况下还可通过自行变轨进入预定轨道,但这样做会降低卫星寿命。可如果卫星是完全依赖火箭飞行最后却没能入轨的话就真没有任何补救措施了,哪怕心里很清楚卫星距离轨道只有一步之遥也只能干着急。
时代在不断发展,航天技术也不不断进步。火箭发射的每一步依然是惊险万分,每一次火箭发射成功都值得赞赏,每一次发射失败也值得铭记!
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