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天气如何影响火箭发射的?

2020-05-29 09:07:04  来源:知否

SpaceX公司推迟原定于当地时间周三下午进行的首次载人航天发射,原因是佛罗里达州发射场当地天气恶劣。SpaceX载人龙飞船上搭载的两名NASA宇航员鲍勃·贝恩肯(Bob Behnken)和道格·赫尔利(Doug Hurley)将在美国东部时间5月30日星期六(北京时间5月31日凌晨3点22分)再次尝试升空。

“不太可能做到这一点,”有人在发射前的任务控制音频中说。

SpaceX最担心的是佛罗里达州卡纳维拉尔角附近地区的带电云。带电云对火箭发射来说尤其危险。如果火箭飞得离带电云足够近,闪电可能会击中火箭,造成损害,危及飞行任务。任务控制人员预测,发射后10分钟内天气就会放晴。然而在既定的发射时间,天气却不太好。

据悉,现场条件违反了三种天气规则,导致发射受阻。其中包括自然闪电和雷暴云顶,后者与火箭羽流接触时会产生电场并触发闪电。

虽然决定取消发射后天气出现放晴的迹象,但由于到达国际空间站的具体时间受限,当日发射无法恢复。

最初预告

自周二以来,发射计划因雷暴取消的可能性从40%增加到60%。周三下午早些时候,NASA电视节目主持人拿到的一份报告显示,发射地点周围的空中和海上空间具备发射条件。但是,发射所必需一项与“闪电能量耗散”有关的天气条件受到影响。

在下午3点30分到3点50分之间,天气状况一直“朝着有利的方向发展”。但据NASA电视台报道,下午4点刚过形势急转直下。

最后的取消发射决定是在下午4点13分做出,此时距离预定发射时间约20分钟。

气象雷达显示,一系列阵雨和雷暴开始从西面离开太空海岸,一项有关沿海水域出现暴雨和阵风的特别海洋警告直至下午3点30分才取消。在距离卡纳维拉尔角以北约20英里的布里瓦德县北部,龙卷风警报一直持续到下午2点15分。

沿风暴轨迹延伸的暴风雨在太空海岸和西部徘徊。但气象雷达显示,降水覆盖范围有很大缺口,这可能为下午4点33分的发射提供窗口。不过,高积云或雷暴云的存在或接近可能会造成问题。

预测背景

负责支持肯尼迪航天中心任务的美国空军第45天气中队最初认定,天气影响周三发射计划的概率是50%。周三下午2点刚过,NASA电视台宣布这种可能性增加到60%。

气象中队和太空气象行动飞行指挥官贾森·方特诺(Jason Fontenot)周二表示,周三发射区域可能出现的降水是他最担心的,如果距离足够近,“内陆风暴可能会导致(发射)取消”。

如果云雨、风暴以及降水情况违反了十几条天气规则中的任何一条,发射都将被取消。大多数规则与在发射地点和飞行路线10海里范围内出现雷暴或雷暴云有关。这些规则是为了保护飞行中的火箭免受雷击。

SpaceX公司计划在周六下午3点22分和周日下午3点分别在备份发射窗口进行发射。据气象中队称,天气预报显示周末天气将略有改善,天气干扰发射的概率下降到40%。

过去,火箭在暴风雨条件下发射的例子已经导致问题发生。在阿波罗12号任务发射过程中,土星5号火箭被闪电击中两次,导致一些非必要部件受损。尽管如此,宇航员还是完成了登月任务。

据报道,1987年,无人驾驶的阿特拉斯/半人马座-67火箭在阴雨天发射时遭遇雷击,导致其“失控坠落”。安全官员被迫转移并摧毁火箭,确保火箭碎片不会落在人员密集地区。

大气科学家们已经了解到,火箭会产生一种导电羽流。因此当其穿过一个预先存在的电场时可以触发闪电。

方特诺说:“我们必须确保我们远离那些不同类型云所触发的闪电或自然发生的闪电。”

他说,他领导的预报团队可以使用“世界上最密集的天气传感器套件”来监测天气状况。其中包括风力传感器、闪电探测系统、地面电场系统和气象雷达。

除卡纳维拉尔角的天气外,天气预报团队也在密切监测沿海情况,以防搭载两名宇航员的飞船因紧急情况被迫取消发射,最终落入海洋。

由于热带风暴“贝莎”的影响,东南沿海的一些海浪高达2米,阵风可达每小时48公里。然而,风暴将向内陆移动,最大海浪将在下午晚些时候的发射窗口前消退。沿飞行路径向北和向东更远的海浪预计接近正常水平,大部分在1.5米的范围内,尽管在北大西洋北部和中部有可能出现高于2米的海浪。

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