6月6日凌晨

一條火箭云穿過鐘樓上空的視頻

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當日正值長征六號甲運載火箭在太原衛星發射中心成功發射，凌晨4時多，陜西、山西、河南等地的居民目睹了一場意外的視覺盛宴。一條壯美的“冰絲綢”在黎明前的夜空中緩緩鋪展，散發著神秘的光芒。這并非神跡，而是火箭劃破天際時產生的“火箭云”，也被稱為火箭發射的“暮光效應”，它是火箭飛行與大氣層相互作用的完美產物。

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根據世界氣象組織的定義，云是一種水凝物，由液態水或冰或兩者結合的微小顆粒組成，懸浮在大氣中并且通常不接觸地面。事實上，云的形成需要兩個基本條件和一個關鍵因素：充足的水汽、較低的溫度以及起到重要作用的凝結核。凝結核的存在，使得大量碰撞的水汽分子得以“團聚”，形成大小不一的云團。

長征六號甲運載火箭飛行過程恰恰通過燃燒化學、流體力學與光學效應的精妙結合，為這條獨特“冰絲綢”云的形成創造了條件。

燃燒化學：火箭云的產生來源

作為新一代無毒無污染的中型運載火箭，長征六號甲運載火箭采用液氧和煤油作為推進劑，火箭飛行時，煤油與液氧發生劇烈的燃燒化學反應，產生高達3000℃的氣體，其主要成分是水蒸氣（H2O）、二氧化碳（CO2）以及少量一氧化碳 （CO）、氮氧化物（NOx）和未完全燃燒的碳顆粒。

在溫度低至-90°C高空中，這些高溫廢氣從火箭發動機噴管以超音速噴出，極劇的壓力變化和超低的外界溫度，使得其中的水蒸氣迅速膨脹冷卻并快速相變，從氣態直接凝華成固態冰晶，形成所謂的“火箭羽流凝結尾跡”，這一過程類似于我們冬天呼出的“白氣”，但規模要大得多，物理條件也更為極端。

流體力學：火箭云的形態密碼

火箭云如墨滴入水般暈染擴散、變形直至最終消散的動態過程，隱含著高層大氣獨特的物理環境和復雜的流體力學奧秘。

火箭發射時，發動機的噴流往往呈現出美麗的羽毛狀氣流，人們把這種現象稱為羽流現象。

長征六號甲運載火箭尾部羽流中心水蒸氣濃度極高，并呈指數級向外擴散。在80公里以上的高度，流體水平方向的擴散速度通常比垂直方向快2-3倍。隨著火箭不斷攀升，大氣壓力持續降低，尾跡擴散得越來越寬，導致其形態逐漸“扁平化”。能形成如此顯著的尾跡，也印證了長征六號甲運載火箭發動機強大的推力和高效的燃燒性能；清晰、符合預期的云跡擴散，反映出該火箭卓越的飛行穩定性與精確的控制能力。

光學效應：火箭云的可見密鑰

事實上，目睹火箭云的條件頗為苛刻，最佳觀測時機往往在清晨或黃昏。這是因為當火箭在日出前或日落后發射升空，其在上升過程中會逐漸脫離地球的陰影區。此時，雖然地面仍處于昏暗之中，但高空的火箭尾跡卻能捕捉到陽光，被“自上而下”照亮。

對于地面的觀察者而言，這條懸浮于暗夜高空、被陽光點亮的尾跡，便如同黑夜中的“發光體”，顯得格外璀璨奪目，從而造就了“冰絲綢”驚艷現身的光學奇觀。

長征六號甲運載火箭是我國首型固液捆綁式中型運載火箭，采用兩級半構型設計，起飛重量約530噸，太陽同步軌道（700千米）運載能力不低于5.5噸。這幕轉瞬即逝的“冰絲綢”奇觀，正是長征六號甲運載火箭飛行時，燃燒產生的水蒸氣在極端高空環境中凝結擴散，在恰逢其時的光線條件下形成。它是人類探索太空征程中，用智慧在天空繪就的一道獨特科學風景。

來源/上海航天

文/沈子立、王明明

編輯/楊斯爽

審核/穆檀

監制/姜軍

本文轉載自公眾微信號：觀察者網

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