长征五号运载天问一号,宇宙神火箭运载毅力号,2个火星发射任务都已经完成,看过火箭发射视频的小伙伴应该可以发现非常明显的不同:宇宙神火箭尾气非常浓厚,而长征五号几乎没有尾气,只能看到尾焰。
通过发射图片对比,可以轻松看到差距。
宇宙神V(左),长征五号(右)
宇宙神V运载火箭——固推燃料:
运载毅力号的宇宙神V火箭,采用双燃烧室双喷口煤油机,搭配4个固体助推,4个固体助推并不对称,而且宇宙神头部较大,遭到很多人吐槽,而较大的浓烟尾气,其原因归结于固推。
固推燃料需要氧化剂以及固氧燃料,整体起飞稳定性较好,但燃料的效率较低,美国、日本、欧洲一般都使用固液混合火箭——液体燃料不完全燃烧形成气态雾,尾气不明显;固态燃料不完全燃烧形成固态颗粒烟,尾气非常明显。
固推燃料是形成尾气的关键,但也有环境影响。
比如在冬天,我们呼气就会出现大量烟雾,火箭也是同样的道理,如果在温度较低的环境下发射火箭,那么无论使用什么燃料,都会形成较大的尾气。
火箭发射自然会污染环境,但是目前世界范围内,火箭发射的频率不算很频繁,因此对环境的影响不大。
长征五号运载火箭——氢氧、煤油燃料:
长征五号在发射天文一号时,采用2台氢氧发动机、8台煤油发动机,其中氢氧为主要推动,煤油为助推,长征五号发射过程中,几乎所有的尾气都是由煤油产生,氢氧燃烧只会生成水,几乎没有尾气。
按照发射效果来说,个人更喜欢长征五号的无尾气发射,能够清楚看到尾焰的效果,不过宇宙神V运载火箭尾气浓厚,或许更显动力十足。
中国长期以来,都以氢氧和煤油燃料为运载火箭的核心,固推火箭整体数量较少,整体技术尚不成熟,快舟11号运载火箭,就是使用固推燃料。
固体燃料相比液态燃料,需要的储存空间较少,反应速度较快,很多运载火箭以及导弹,都使用固体燃料;液体燃料相比固体燃料,保质期更长,燃料比冲量较高,燃烧较为充分,更加环保。两种燃料各有优势,只是不同国家研究的重心不同。
固体燃料目前广泛运用于快速发射,由于固体燃料污染较大,目前绝大多数都是固液混合型。
随着人类对太空的探索,液体燃料愈加重要,在其他星球上,相比制造固体燃料,制作液体燃料更加轻松可行,只要有水(冰)的星球,就可以得到氢气,而火星也存在大量甲烷气体,人类想要进行深空探测,必须要适应太空的不同星球,利用路上遇到的星球,提取燃料,增加飞行距离!
由于在火星发现甲烷,下一代运载火箭,很有可能是甲烷燃料火箭。未来人类在月球建立基地,可以利用月球的水资源,提取氢气和氧气作为火箭燃料;继续在火星建立基地,就可以提取甲烷作为火箭燃料,利用沿途的星球采集燃料,才能让人类走到更远的位置。