戰神突破音障
 

 
戰神突破音障

　　據美國太空網報道，北京時間28日23時30分，發射數度推遲的美國宇航局「戰神I-X」火箭終於從甘迺迪航天中心發射台點火升空。在強大的推力作用下，騰空而起「戰神1-X」火箭速度很快就超過了音速，而攝影師也捕捉到「戰神1-X」火箭突破音障的瞬間。火箭上部彷彿套上了一個樣子怪怪的罩子。在美國宇航局「戰神1-X」火箭發射錄像中也能清楚地看到這一現象。

其實這個樣子怪怪的罩子是一個蒸汽錐，類似於人造雲。當纖細修長的「戰神1-X」火箭速度達到1馬赫，突破音障時就產生了這種現象。音障是一種物理現象，當物體(通常是航空器)的速度接近音速時，將會逐漸追上自己發出的聲波。聲波疊合累積的結果，會造成震波(Shock Wave)的產生，進而對飛行器的加速產生障礙，而這種因為音速造成提升速度的障礙稱為音障。

　　攝影師斯科特-安德魯斯在「戰神1-X」火箭點火升空39秒鐘後，捕捉到火箭突破音障瞬間的照片。由於在物體的速度快要接近音速時，周邊的空氣受到聲波疊合而呈現非常高壓的狀態，因此一旦物體穿越音障後，周圍壓力將會陡降。空氣中的水蒸氣，因壓力陡降所造成的瞬間低溫可能會讓氣溫低於它的露點溫度，使得水汽凝結變成微小的水珠，肉眼看來就像是雲霧般的狀態。但由於這個低壓帶會隨著空氣離機身的距離增加而恢復到常壓，因此整體看來形狀像是一個以物體為中心軸、向四周均勻擴散的圓錐狀雲團。

　　這一現象並沒有得到很好地研究，而且這一現象的成因還有爭論。不過在噴氣式飛機和航天器突破音障時一般都能觀測到，比如美國宇航局的航天飛機或者巨大的土星5號火箭發射升空時。蒸汽錐又被稱為「衝擊項圈」。科學家認為這一現象的產生和普朗特-格勞爾奇點效應有關。不過航天器或飛機突破音障時不一定會發生這種現象，還同空氣濕度有關。

 

 
2000年亞特蘭蒂斯號航天飛機升空時突破音障瞬間
 

 
1969年，土星5號升空飛往月球突破音障瞬間

　　當1969年美國宇航局用高達110米的土星5號火箭運載阿波羅11號飛船實施首次載人登月行動時，攝影師也拍攝到土星5號火箭被套上了「衝擊項圈」。美國宇航局攝像機還不時捕捉到這一現象，比如在2000年亞特蘭蒂斯號航天飛機執行STS-106航天任務時。

　　戰神1-X」火箭是為了代替航天飛機而開發的新一代載人火箭「戰神I(Ares I)」的實驗火箭。火箭重約810噸，全長近100米。它是繼上世紀六七十年代「土星5號」型大型登月火箭後登上甘迺迪航天中心發射台的最大運載火箭。「戰神I—X」通體白色，分兩級，上粗下細，宇航員艙和試飛載具位於頂部。「戰神1-X」第一級為一個單體4級可再度使用固體燃料火箭推進器，而「戰神I」第一級採用5級推進器，動力更大。由於這次發射旨在收集數據，「戰神I—X」第二級推進器只相當於一個「空殼」，火箭不進入外空軌道。但經工程人員處理，火箭第二級重量和飛行軌道將與「戰神I」相似，因此可以模擬「戰神I」將來正式發射時進入近地軌道前的狀況。

　　火箭升空時最大速度可達4.7倍音速，發射兩分鐘後，第一級推進器分離並借助降落傘落至海中以供回收。火箭第一級將會在降落傘的作用下減速，最終落入大西洋中，被回收船收回。而火箭第二級將會在更遠的海域落水，美國宇航局不會對其進行回收。

　　任務經理表示，試射是為了檢驗戰神I號火箭的可行性。美國宇航局用戰神I號火箭和「奧賴恩」載人航天器取代航天飛機並在2020年前重返月球的計畫正在受到白宮獨立委員會審查。