6月5日上午10點44分07秒，長征二號F遙十四運載火箭冉冉升空，載著神舟十四號和3名航天員飛赴太空。

長征二號F遙十四運載火箭

如果你仔細(xì)觀察就會發(fā)現(xiàn)，長征二號F火箭的最頂端有一根長長的“避雷針”。作為中國載人航天工程的“專車”神箭，長征二號F火箭為什么要裝一根“避雷針”呢？其他型號的火箭為什么沒有？

如果說是為了避雷，那么裝一根“避雷針”就有點多此一舉了，因為火箭發(fā)射的時間窗口都會選擇天氣晴朗的時候，主動避開雷電暴雨等惡劣天氣，甚至有風(fēng)的天氣都會盡量避開。

既然不是為了避雷，那么這根“避雷針”到底起到什么作用呢？

這就要從我國的載人航天“三步走”計劃說起了。1992年，經(jīng)過多年的周密論證，我國決定實施代號為“921工程”的載人航天工程，確定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。

載人航天工程是一項極為復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，立項時不僅要考慮運載能力和入軌精度等性能指標(biāo)，還要將可靠性、安全性指標(biāo)作為最重要的設(shè)計參數(shù)。我們確定的設(shè)計目標(biāo)是可靠性不低于0.97、安全性不低于0.997。

然而，當(dāng)時我們并沒有專門用于載人航天發(fā)射任務(wù)的火箭。所以，我們就在長征二號E捆綁火箭的基礎(chǔ)上，按照發(fā)射載人飛船的要求，以提高可靠性、確保安全性為目標(biāo)研制了一枚運載火箭，即長征二號F運載火箭。該火箭由4個液體助推器、芯一級火箭、芯二級火箭、整流罩和逃逸塔組成?；鸺?strong style="margin: 0px;padding: 0px;border-width: 0px;border-style: initial;border-color: initial;font-weight: 700;">首次采用垂直總裝、垂直測試和垂直運輸?shù)摹叭埂睖y試發(fā)射模式。

長征二號F火箭全程參與了我國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的每一步，總計執(zhí)行了10多次發(fā)射任務(wù)，其中包括發(fā)射5艘無人飛船、2個空間實驗室和8艘載人飛船，每一次都取得圓滿成功，將13名、20人次航天員送入太空，任務(wù)發(fā)射成功率100%。事實上，該型火箭在經(jīng)過多次技術(shù)改進(jìn)之后，其可靠性已經(jīng)提升到了0.9894。

與其他國家的火箭相比，長征二號F運載火箭在設(shè)計上最突出的特點是增加了故障檢測處理系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)。為什么要增加這兩個系統(tǒng)呢？因為在人類航天史上曾有過一段慘痛的經(jīng)歷。

1986年1月28日，美國“挑戰(zhàn)者”號載人飛船在佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心發(fā)射升空。由于右側(cè)固態(tài)火箭推進(jìn)器上面的一個O形環(huán)失效，并且導(dǎo)致一連串的連鎖反應(yīng)，“挑戰(zhàn)者號”在升空后73秒后，在空中爆炸解體墜毀，7名宇航員無一生還。

從那以后，世界各國的火箭設(shè)計專家才意識到逃生系統(tǒng)的重要性。

不過，作為事件親歷者的美國人，卻沒有接受教訓(xùn)，他們?nèi)匀还虉?zhí)認(rèn)為美國的飛船很安全。

2014年10月27日，美國航天局安塔爾火箭在升空6秒后發(fā)生爆炸。該火箭原本負(fù)責(zé)發(fā)射向國際太空站進(jìn)行補(bǔ)給服務(wù)的載運飛船——天鵝座宇宙飛船。曾擔(dān)任美國宇航局太空船項目經(jīng)理的黑爾說：“我們證實了，太空船上沒有發(fā)射逃逸系統(tǒng)是個錯誤……因此目前正進(jìn)行大量工作，要在'獵戶座’太空船上建造一個發(fā)射逃逸塔?！?/p>

我們的長征二號F火箭，從設(shè)計之初就取消了其他火箭一旦姿態(tài)不穩(wěn)便自動自毀的功能，配備了自動故障檢測處理系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)。

這兩套系統(tǒng)的運作方式是這樣的：在飛船待發(fā)射階段和上升階段，自動故障檢測處理系統(tǒng)會對整個火箭進(jìn)行故障檢測，一旦發(fā)現(xiàn)火箭有問題就會自動報警。如果此時航天員正在塔架上尚未進(jìn)艙，他們可以就近跳進(jìn)塔架上的逃逸布袋，逃逸布袋是用一種彈力很強(qiáng)的特殊帆布做成的，航天員跳進(jìn)去后用四肢的阻力來控制下降的速度，像乘軟滑梯一樣從上面一直滑到地下室的安全地區(qū)。

如果航天員已經(jīng)進(jìn)艙，甚至火箭已經(jīng)點火升空，這時就要啟動逃逸系統(tǒng)了。安裝在長征二號F火箭上的逃逸系統(tǒng)其實就是一個長達(dá)8米的逃逸塔，從遠(yuǎn)處看就像是裝在火箭上的一根避雷針。逃逸塔由塔架、逃逸發(fā)動機(jī)和分離發(fā)動機(jī)組成。當(dāng)發(fā)生緊急情況時，逃逸發(fā)動機(jī)迅速點火，使航天員座艙（返回艙）與固體火箭分離，迅速脫離危險區(qū)，然后分離發(fā)動機(jī)啟動，將座艙與塔架分開。

逃逸塔

逃逸塔可以在幾十毫秒內(nèi)瞬間點火，將航天員乘坐的軌道艙和返回艙拽出，距離故障約1.5公里之外，并利用回收系統(tǒng)實現(xiàn)安全著陸。

不過，逃逸塔并不是隨時隨地都能發(fā)揮作用的，它只能在火箭起飛前900秒到起飛后160秒的時間段內(nèi)、飛行高度在0～110千米時發(fā)揮作用。為什么是110千米之內(nèi)呢？

因為這個高度一般認(rèn)為是外太空與地球大氣層的分界線，叫卡門線。

安裝在長征二號F運載火箭頂部的逃逸塔，與傳統(tǒng)的分離方式相比，具有以下幾個特點：

一是逃逸塔分離為向前分離；二是逃逸塔分離時芯級仍處于工作狀態(tài)，具有較大的過載；三是逃逸塔分離時在低空進(jìn)行，空氣阻力較大，需要考慮空氣阻力的影響；四是由于逃逸塔與火箭沿同一軌道飛行，并且火箭仍在加速運動，為防止逃逸塔與火箭相碰撞，在逃逸塔上增加了偏航控制發(fā)動機(jī)。

神舟十四號將在軌駐留6個月，中國空間站的氧氣等物資夠用嗎？