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长征三号乙遭雷击安然入轨,国产航天防雷有多硬核? 7 月 23 日,长征三号乙

长征三号乙遭雷击安然入轨,国产航天防雷有多硬核?

7 月 23 日,长征三号乙运载火箭搭载天链二号 06 星发射的画面引发广泛关注。火箭在雨天起飞升空后不久,一道闪电径直劈中整流罩,从箭体贯穿至尾焰,夜空瞬间亮如白昼。不少围观群众心头一紧:数亿元造价的火箭,怕是要受重创?但下一秒,火箭纹丝不动,依旧稳稳爬升,最终精准将卫星送入预定轨道,全程遥测数据正常,入轨后卫星顺利展开太阳翼,未受任何影响。

天链二号 06 星属于第二代中继卫星,主要为空间站、飞船提供中继通信和测控支持,我们在神舟飞船发射或空间站直播画面中看到的右上角 “天链” 标识,就来自这类卫星。

这一次击中火箭的闪电,电流强度可达数万安培,堪比小型雷电的峰值威力。很多人好奇,为何火箭能安然无恙?火箭外壳以金属材质为主,电流天生偏好电阻更小的路径,会顺着金属表面流动,这和雷雨天躲在金属汽车里不受雷击的原理一致。更关键的是火箭尾焰:发动机喷出的高温燃气是高度电离的等离子体,导电性媲美金属,相当于给雷电铺就了一条直通大气的快速通道,电流顺着外壳滑向尾部,通过尾焰汇入闪电通道释放到大气中,不会侵入箭体内部。

仅靠天然防护还不足以保障安全,长征系列火箭搭建了三层闭环防雷体系。舱段之间用粗导线搭接,整流罩分离面也做了导电处理,确保整个外壳电位一致,避免局部打火现象。箭体表面安装多组放电针,飞行过程中主动释放累积静电,降低主动引雷的概率。核心电子设备,包括导航、制导、遥测系统,都被金属屏蔽壳包裹,形成第二道法拉第笼,专门阻挡雷击产生的强电磁脉冲。所有电缆采用双层屏蔽线,屏蔽层多点接地,电源和信号端口还加装了浪涌抑制器,哪怕有高压电流窜入,也能瞬间泄放,不会烧坏核心芯片。

航天发射的雷击风险并非只存在于设想中,全球范围早有惨痛案例。1969 年阿波罗 12 号发射任务中,土星 5 号火箭在起飞 36 秒和 52 秒接连遭遇两次雷击,指令舱三组燃料电池烧毁,仪表全黑,地面遥测中断 26 秒。休斯顿任务指挥中心一度考虑启动逃逸塔带飞船脱离火箭,好在制导系统未受损,航天员手动切换信号调节系统,才恢复了遥测正常输出,最终挽回了载人任务。

1987 年美国阿特拉斯半人马火箭的遭遇则更为惨烈。火箭在雷暴天气强行发射,起飞 38 秒遭闪电击中,电流侵入上方级的制导计算机,导致发动机大幅偏航,飞行攻角超限后火箭在空中解体,搭载的美国海军 Fleetcom 6 通信卫星直接烧毁,折合如今币值损失超 10 亿美元。

据公开记录,全球轨道级运载火箭发射阶段遭雷击仅 5 起,我国参与的全部成功,绝大多数属于火箭高温导电尾焰在带电云层中诱发的放电雷击,而非自然闪电的随机击中。即便有万全的防护设计,发射场仍会严格执行雷电预警规则,尽量避开雷暴天气窗口,但如果飞行中突发雷击,我国火箭的防护体系也能稳稳应对。

从这次长征三号乙顺利完成发射任务,到后续朱雀三号的回收发射准备,国产航天的每一次突破都凝聚着科研人员的心血。正是因为提前预判了每一种极端风险,做好了全方位防护,才能在突发状况下依然稳如泰山,将载荷安全送入太空。