神舟十四號成功發射 聊聊背後的氣象奧秘

北京時間2022年6月5日10時44分，搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭，在酒泉衛星發射中心點火發射，神舟十四號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，發射取得圓滿成功。

這是我國載人航天工程立項實施以來的第23次飛行任務，也是空間站階段的第3次載人飛行任務。那麼，有哪些氣象因素會影響飛船上天呢？一般來說，航天器的發射需要的氣象指標包括溫度適宜、風速合適、地面到高空不能有強的風切變、不能有雷電強降水等強對流天氣等。

天氣對火箭發射影響有多重要？

①火箭怕風？

對於一艘巨大的飛船來說，刮點風真的會對它產生影響嗎？

以長征五號B運載火箭為例，重量超過837噸，是著實的龐然大物。發射前要先在組裝車間完成組合以及豎立的過程，隨後需要依靠專用的轉場運輸車將火箭運送至預定發射工位，2。7公里的路程不算遠耗時卻高達兩個半小時，一路上是又慢又穩，怕的就是震動和突然地橫向加速度造成火箭重心的偏移，而來自地面的淺層風就會嚴重威脅火箭的垂直穩定性，因此，為了保障火箭轉運途中的安全，一般規定距離地面100米高度以下的風速不能超過10米每秒。

另外，當火箭安全運達發射塔架之後，風仍然威脅著箭體的安全，透過實驗資料，當風速達到6米每秒時，箭體側向所承受的彎矩力將達到1700公斤每米，而當風速進一步加大到10米每秒時，這種橫向彎矩力會陡增到5600公斤每米，如果風力再大甚至會造成火箭因“彎折”而損壞。

所以，火箭到達發射塔架後直到發射當日之前的這段時間裡，都會由塔架的金屬門神將他“抱在懷裡”好好的保護起來。

②火箭怕雷擊？

火箭的箭體出於強度的要求往往是由金屬材質構成的，這樣的導體非常容易成為雷電的“攻擊”物件，而超高能的攻擊往往會帶來嚴重後果，造成火箭和載荷的重要器件損壞，所以，雷電在發射場周圍是“禁止訪問”的物件，發射場周圍10公里半徑範圍內不能有雷電出現是發射條件的下限。

為了防止有漏網的雷電突然襲擊火箭，發射場塔架四周還會配備更高的避雷塔，比如文昌發射場就給發射工位建造了四座高度超過100米的避雷塔，用它們組成的防雷屏障給予火箭和發射塔架安全的發射環境。

③溼度、溫度等影響幾何？

大氣溼度，對於處在飛行過程中的火箭而言倒還好，但是發射前的固體燃料火箭，最怕潮溼天氣，因為它會降低燃料的燃燒效能，火箭飛起來沒勁兒，速度慢了，高度也低了，相同燃料和飛行時間的情況下，距離就短了，也就可能完不成既定任務。

再比如大氣壓強，它會給火箭飛行額外製造阻力。從微觀角度來看，火箭飛行時會透過流體的外形破開空氣牆的阻攔，而大氣壓強較大的時候，火箭要面對更多氣體微粒的包裹，與潮溼空氣對固體火箭的影響似，大氣壓也會造成火箭飛行的額外負擔。

除此之外，溫度對火箭發射的影響也很大，一般要求發射場溫度要在40℃到-20℃之間，這主要是出於對燃料和密封零部件的考慮。溫度太高，火箭燃料會加速蒸發流失，溫度太低又會造成燃料凝固，密封器件失效造成燃料洩漏，或是重要線纜的鬆脫，管路堵塞等等異常。

發射基地選址與氣象因素有關？

以酒泉衛星發射中心和西昌衛星發射中心為例

酒泉衛星發射中心：降水少

酒泉衛星發射中心是測試及發射“長征”系列運載火箭、中低軌道的各種試驗衛星、應用衛星、載人飛船和火箭導彈的主要基地。是我國規模最大的衛星發射中心。

該中心所在地屬於西北極端乾旱區，屬於內陸及沙漠性氣候，降水極少，年降水量僅為76。9毫米，且變率大，地理、季節分佈不均，主要集中在6月至9月。這裡地勢平坦，人煙稀少，一年四季多晴天，雲量小，日照時間長。每年約有300天可進行發射。

西昌衛星發射中心：兼具低緯度和晴好天氣優勢

西昌衛星發射中心位於四川省西昌市大涼山峽谷腹地，自交付使用以來，發射活動已突破100次。

西昌具有“天然發射場”的優越條件：

一是緯度低（北緯28。2度），海拔高（1500米），發射傾角好，地空距離短。緯度越低離赤道越近，這既可充分利用地球自轉的離心力，又可縮短地面到衛星軌道的距離，從而增加火箭的有效載荷。

二是峽谷地形好，地質結構堅實。這樣的條件有利於發射場的總體佈局，對地面發射設施、技術裝置及跟蹤測量和通訊佈網有利，能滿足多個發射場的建設。

三是晴好天氣多，發射視窗好。西昌年平均氣溫16。9℃，是全國氣候變化最小的地區之一，日照多達320天，幾乎沒有霧天，試驗週期和允許發射的時間較多。

航天發射的氣象保障工作有哪些？

適宜的天氣狀況是必要發射條件之一，發射火箭需要天氣合適的視窗時間，視窗其長度和精度因任務不同而存在較大差異，有的以天計算，有的以小時計算，有的則以分秒計算。

發射視窗是一個確定的時間點，如果一秒都不能差，就叫“零視窗”發射。在發射神舟十四號載人飛船時，各級氣象部門高度重視此次保障任務，提前安排部署相關工作。

另外，雷電、降水、雲量、溫度、露點溫度、相對溼度、大氣電場、地面淺層風、高空風等氣象要素對於火箭發射而言，一個都不能少。風雲衛星、探空氣球、多普勒雷達種種先進的監測手段都要配齊，預報員的豐富經驗再結合計算機的數值預報，多方著手，把脈天氣。

每一次火箭發射任務的載荷各有不同，氣象團隊也會針對火箭發射環節中的每個關鍵節點，結合可能出現的風險情況劃分不同等級，制定詳細的事件分析，做好相應的預防措施和風險監控預案。

用航天人的話來說，航天發射是一項高技術、高風險的系統工程，正是科學的決策、嚴謹的作風和成熟的心態，幫助航天人取得了一次又一次成功。越是臨近發射視窗，就越是要勁兒的時候。每每此時，氣象團隊臨危不亂、不懼干擾、準確研判、決策把關的身影，會給整個任務團隊帶來一份安心。