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    標(biāo)題: 攝影師捕捉到戰(zhàn)神1-X火箭突破音障瞬間【轉(zhuǎn)帖】 [打印本頁]

    作者: 閑人    時(shí)間: 2009-10-30 14:29
    標(biāo)題: 攝影師捕捉到戰(zhàn)神1-X火箭突破音障瞬間【轉(zhuǎn)帖】
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    ) x# F" n; ?$ q, g" l9 u& [2000年亞特蘭蒂斯號航天飛機(jī)升空時(shí)突破音障瞬間
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    ( E* ^6 J1 I3 ]& j% K1 d, e; X- e; f; [1969年,土星5號升空飛往月球突破音障瞬間9 U% v. d% \& s

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    北京時(shí)間28日23時(shí)30分,發(fā)射數(shù)度推遲的美國宇航局“戰(zhàn)神I-X”火箭終于從肯尼迪航天中心發(fā)射臺點(diǎn)火升空。在強(qiáng)大的推力作用下,騰空而起“戰(zhàn)神1-X”火箭速度很快就超過了音速,而攝影師也捕捉到“戰(zhàn)神1-X”火箭突破音障的瞬間?;鸺喜糠路鹛咨狭艘粋€樣子怪怪的罩子。在美國宇航局“戰(zhàn)神1-X”火箭發(fā)射錄像中也能清楚地看到這一現(xiàn)象。
    & C: m7 N7 k. i/ |; ^其實(shí)這個樣子怪怪的罩子是一個蒸汽錐,類似于人造云。當(dāng)纖細(xì)修長的“戰(zhàn)神1-X”火箭速度達(dá)到1馬赫,突破音障時(shí)就產(chǎn)生了這種現(xiàn)象。音障是一種物理現(xiàn)象,當(dāng)物體(通常是航空器)的速度接近音速時(shí),將會逐漸追上自己發(fā)出的聲波。聲波疊合累積的結(jié)果,會造成震波(Shock Wave)的產(chǎn)生,進(jìn)而對飛行器的加速產(chǎn)生障礙,而這種因?yàn)橐羲僭斐商嵘俣鹊恼系K稱為音障。. A/ _! A- b6 t) W3 p  }- R
    攝影師斯科特-安德魯斯在“戰(zhàn)神1-X”火箭點(diǎn)火升空39秒鐘后,捕捉到火箭突破音障瞬間的照片。由于在物體的速度快要接近音速時(shí),周邊的空氣受到聲波疊合而呈現(xiàn)非常高壓的狀態(tài),因此一旦物體穿越音障后,周圍壓力將會陡降??諝庵械乃魵?,因壓力陡降所造成的瞬間低溫可能會讓氣溫低于它的露點(diǎn)溫度,使得水汽凝結(jié)變成微小的水珠,肉眼看來就像是云霧般的狀態(tài)。但由于這個低壓帶會隨著空氣離機(jī)身的距離增加而恢復(fù)到常壓,因此整體看來形狀像是一個以物體為中心軸、向四周均勻擴(kuò)散的圓錐狀云團(tuán)。
    4 L( R. A% {4 r  n- ^( }% W這一現(xiàn)象并沒有得到很好地研究,而且這一現(xiàn)象的成因還有爭論。不過在噴氣式飛機(jī)和航天器突破音障時(shí)一般都能觀測到,比如美國宇航局的航天飛機(jī)或者巨大的土星5號火箭發(fā)射升空時(shí)。蒸汽錐又被稱為“沖擊項(xiàng)圈”??茖W(xué)家認(rèn)為這一現(xiàn)象的產(chǎn)生和普朗特-格勞爾奇點(diǎn)效應(yīng)有關(guān)。不過航天器或飛機(jī)突破音障時(shí)不一定會發(fā)生這種現(xiàn)象,還同空氣濕度有關(guān)。
    " ^+ f/ |# h- o' r當(dāng)1969年美國宇航局用高達(dá)110米的土星5號火箭運(yùn)載阿波羅11號飛船實(shí)施首次載人登月行動時(shí),攝影師也拍攝到土星5號火箭被套上了“沖擊項(xiàng)圈”。美國宇航局?jǐn)z像機(jī)還不時(shí)捕捉到這一現(xiàn)象,比如在2000年亞特蘭蒂斯號航天飛機(jī)執(zhí)行STS-106航天任務(wù)時(shí)。) l6 n1 V+ T: L7 F- l
    戰(zhàn)神1-X”火箭是為了代替航天飛機(jī)而開發(fā)的新一代載人火箭“戰(zhàn)神I(Ares I)”的實(shí)驗(yàn)火箭?;鸺丶s810噸,全長近100米。它是繼上世紀(jì)六七十年代“土星5號”型大型登月火箭后登上肯尼迪航天中心發(fā)射臺的最大運(yùn)載火箭。“戰(zhàn)神I—X”通體白色,分兩級,上粗下細(xì),宇航員艙和試飛載具位于頂部。“戰(zhàn)神1-X”第一級為一個單體4級可再度使用固體燃料火箭推進(jìn)器,而“戰(zhàn)神I”第一級采用5級推進(jìn)器,動力更大。由于這次發(fā)射旨在收集數(shù)據(jù),“戰(zhàn)神I—X”第二級推進(jìn)器只相當(dāng)于一個“空殼”,火箭不進(jìn)入外空軌道。但經(jīng)工程人員處理,火箭第二級重量和飛行軌道將與“戰(zhàn)神I”相似,因此可以模擬“戰(zhàn)神I”將來正式發(fā)射時(shí)進(jìn)入近地軌道前的狀況。
    ! J9 M9 d) ~' @& m; O3 r. [火箭升空時(shí)最大速度可達(dá)4.7倍音速,發(fā)射兩分鐘后,第一級推進(jìn)器分離并借助降落傘落至海中以供回收?;鸺谝患墝诮德鋫愕淖饔孟聹p速,最終落入大西洋中,被回收船收回。而火箭第二級將會在更遠(yuǎn)的海域落水,美國宇航局不會對其進(jìn)行回收。
    5 m+ Z2 O+ _$ g! b任務(wù)經(jīng)理表示,試射是為了檢驗(yàn)戰(zhàn)神I號火箭的可行性。美國宇航局用戰(zhàn)神I號火箭和“奧賴恩”載人航天器取代航天飛機(jī)并在2020年前重返月球的計(jì)劃正在受到白宮獨(dú)立委員會審查。




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