答：雷電天氣對航天發射有什麼危害

知識 06-25

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空少問答

小課堂

第121期

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答：雷電天氣對航天發射有什麼危害？

上周六，空少為大家留了1個問題，來看看空少的解答以及從留言中選出的最佳答案吧！

想要查看原問題背景介紹的朋友們可以點擊《問：雷電天氣對航天發射有什麼危害？》~下面就讓我們來看看空少的解答吧！

空少正解

上期我們聊到夏季多發的雷電天氣與航天發射。2012年6月中旬，神舟九號飛船成功發射並與天宮一號對接，而預報員們對發射窗口包括雷電等的天氣預報也起著非常重要的作用。從氣象統計資料來看，在神舟九號發射的酒泉發射場地區，1981年到2011年間30年在秋冬季基本沒有雷電，而在夏季雷電發生頻率約為每個月2.6次。但即便這是這樣頻率不高的天氣，依然受到發射窗口評估人員的重視。根據很多專家的說法，在可能干擾載人航天發射的雷電、大風、降水和電場強度等幾大氣象條件中，雷電影響最大。以前美國發射太空梭比較頻繁，就經常有因為雷電更改發射日期的消息。

不過，上個月也出過這麼一個事——2019年5月27日，俄羅斯發射的一枚聯盟-2.1b火箭升空後不久遭遇雷擊，但事件未對整個發射過程造成不利影響，也引來發射任務負責人的言論：「天氣對我們來說不是障礙，我們是全天候的部隊，這再一次證明，閃電不可能損害我們的航天器。」

所以，到底雷電天氣對航天發射有什麼危害？主要體現在哪些方面？發射活動到底是不是需要避讓雷電天氣，還是可以對雷電天氣下的發射儘管放心？

首先，容易想像，火箭和它搭載的航天器殼體大部分由金屬構成，本來就容易被雷電擊中——發射場附近往往是開闊地帶，當火箭在發射塔架上豎好後，細高的箭體會形成一個良好的放電體，也即是說它自己就是一個避雷針（引雷），發射在天空中時亦是如此。不光這樣，火箭點火升空以後，從發動機噴口處噴出的高溫、高速錐形等離子體流若與雷暴雲接觸，便會形成放電通道，可能會引發雷擊。

即使不是自然形成的大雷劈到火箭，其實飛行在雷雨雲中的火箭本來就不安全——閃電是雲層中電荷積累的情況下，雲向地面或雲層之間的放電現象，而不管是金屬的火箭還是導電的尾焰，飛行在帶有電荷的雲中時就像一根細長的導線，降低了產生閃電所需的電場強度，很容易引發雷電，而這個雷電正是連接在火箭上的。變化的大氣電場可能在火箭殼體和設備等中形成感應電荷和局部電流。

火箭及其運載的航天器也許很堅固不怕雷擊，但我們都知道它們有很多精密的電子設備和火工品等器件，當雷電中的能量以電流形式經過它們時，電流強度超出火箭上各種器件的抵抗能力，雷電可能導致這些儀器發生故障，導致火工品誤爆；即便沒有出現燒毀等，也不可避免的會對儀器造成損傷和干擾。根據報道，俄羅斯這枚被閃電擊中而沒有出事的火箭，雷電第一次命中的是整流罩，是防護比較嚴密的部位，第二次擊中的火箭第三級，都比較幸運的沒有造成大的傷害。

另一方面，火箭飛行過程中需要通過無線電信號與地面進行通信，雷電期間會對無線電信號進行干擾，並且，地面的電子設備、線路也有被雷電直接傷害或被變化的大氣電場引發的感應電流燒壞的風險。

因此，即使火箭和航天器已經做了很多防護措施，但還是儘可能的讓發射日避開雷電天氣。

留言區·精選

@早睡早起

雨：超量的雨水或者降雪會對火箭的密封結構、電氣系統、電子元器件的插頭造成影響，這些部位受潮可能導致失敗。風：風速過大可能影響火箭穩定性，使自控性能受到影響，產生偏航。雷電可能干擾火箭和飛船內部的電子設備，如果升空和雷電相遇，可能有毀滅性的危害。

@Charon勿忘

雷電對載人航天工程影響可能是毀滅性的。火箭在飛行過程中，如果遭遇雷電，後果不堪設想。即便是較遠距離的雷電現象，也有可能干擾火箭和飛船內部的電子設備，因此在做氣象預報時，氣象預報人員對雷電的預報範圍會更大一些。