甘肅天空出現(xiàn)的奇特景象

近日，有位攝影愛(ài)好者在甘肅省武威市民勤縣，進(jìn)行野外寫生時(shí)，本來(lái)想拍攝一下晴朗天氣下的日出景象，沒(méi)想到就在太陽(yáng)還沒(méi)有升起來(lái)的時(shí)候，在天空中看到了一個(gè)奇特的景象：

一個(gè)碩大的不明“飛行體”懸掛在天空，還發(fā)出比較耀眼的光芒，整個(gè)天空也被它照得異常明亮。這名攝影愛(ài)好者于是用相機(jī)把這個(gè)景象給完整地記錄了下來(lái)。

通過(guò)拍攝的畫面，我們可以看到，這個(gè)不明“飛行體”在天空中劃出了巨大蝌蚪的形狀，整體可以分為兩大部分：尾部有長(zhǎng)長(zhǎng)的、蜿蜒曲折的跡線；中上部呈現(xiàn)近似橢圓形，在中間有明顯的鼓起。隨著時(shí)間的推移，這個(gè)“不明發(fā)光體”的形態(tài)發(fā)生著緩慢的變化，整體亮度也慢慢變淡。

特征與火箭發(fā)射時(shí)所形成的“云跡”比較吻合

之前網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布了很多關(guān)于類似景象的報(bào)道，基本上專家判定的結(jié)果都是由火箭發(fā)射所引起的。雖然從形態(tài)上看，這些“發(fā)光體”均有所不同，但是整體上看都符合擁有蜿蜒綿長(zhǎng)的尾跡、凸起的中上部、隨時(shí)間逐漸消散的特征，所以甘肅武威上空出現(xiàn)的這個(gè)“發(fā)光體”，也極有可能是由火箭發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的“火箭尾流”所致。

說(shuō)起火箭尾流，我想很多人對(duì)這個(gè)概念不是太熟悉。用最簡(jiǎn)單的話來(lái)描述，火箭尾流就是火箭推進(jìn)劑燃燒后，所生成的高溫、高速氣體在噴出以后，形成的比較復(fù)雜的波系結(jié)構(gòu)。這里面既涉及熱力學(xué)知識(shí)，同時(shí)也包含著空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)。

從火箭尾流最后形成的結(jié)構(gòu)來(lái)看，它大致可以分為三個(gè)“結(jié)構(gòu)層”，一個(gè)是內(nèi)射流，即燃料燃燒所生成的高溫、高速化學(xué)反應(yīng)生成物；另外一個(gè)是外射流，即低溫、低速的混合物氣體；第三個(gè)是“包裹”在整個(gè)結(jié)構(gòu)外部的邊界層。

是如何形成的呢？

那么，這樣的一個(gè)奇特景象，如果是由火箭發(fā)射升空所致，其背后的原理是什么呢？

其實(shí)，在火箭發(fā)射升空以后，會(huì)經(jīng)歷高度不斷升高、速度不斷加快的過(guò)程。在不同的階段，火箭尾部所噴出的高溫高速氣體，都會(huì)與周圍的大氣產(chǎn)生相互作用，從而形成不同的“尾流”形態(tài)。

當(dāng)火箭飛行高度比較低時(shí)，由于周圍的大氣密度較高，火箭噴流與大氣混合的結(jié)果，是先在巨大能量推動(dòng)下急速膨脹，然后再在大氣壓力的影響下快速收縮，然后再膨脹、再收縮，如此反復(fù)很多次，最后形成了一個(gè)所謂的“馬赫盤結(jié)構(gòu)”。

“馬赫盤結(jié)構(gòu)”的火箭尾跡，最大的特點(diǎn)是尾流的徑向長(zhǎng)度較小，同時(shí)軸向長(zhǎng)度也比較有限，也就是規(guī)模不是太大。

當(dāng)火箭飛行高度越來(lái)越高時(shí)，這時(shí)候周圍的大氣密度逐漸減小。這個(gè)時(shí)候從火箭尾部噴出的噴流，與周圍大氣相互混合作用的結(jié)果，表現(xiàn)出馬赫盤數(shù)目的逐漸減少，然后逐漸消失，也就是說(shuō)沒(méi)有了此前反復(fù)膨脹和被反復(fù)壓縮的過(guò)程，噴出來(lái)的高熱高速氣體與周圍空氣已經(jīng)充分膨脹了，并且與大氣充分混合后，形成了一個(gè)回流區(qū)。

此時(shí)火箭尾跡的主要特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在徑向上的長(zhǎng)度越來(lái)越大，軸向上的長(zhǎng)度也隨之增加，最后形成了一個(gè)高空“雨傘結(jié)構(gòu)”。這就是我們?cè)诳罩锌吹降摹膀蝌健敝猩喜客蛊鸩课坏脑汀?/p>

當(dāng)火箭在高空中的速度越來(lái)越快并超過(guò)音速時(shí)，就會(huì)形成兩個(gè)“激波結(jié)構(gòu)”。一個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在火箭錐形體的頂部，叫作彈體激波；另一個(gè)出現(xiàn)在火箭尾流的前部，叫作“尾流激波”。

一開(kāi)始的時(shí)候兩種激波是分離的，當(dāng)火箭高度越來(lái)越大、速度越來(lái)越快時(shí)，這兩個(gè)激波便“相遇”了，結(jié)合在一起的混合激波使得火箭尾流場(chǎng)變得越來(lái)越大，最后形成了一個(gè)巨大的錐體形態(tài)。

以上火箭發(fā)射升空的三個(gè)主要過(guò)程，是產(chǎn)生尾跡的背后原因。至于尾跡的下部，為什么會(huì)有蜿蜒綿長(zhǎng)的“細(xì)線”呢？其實(shí)原因比較簡(jiǎn)單，因?yàn)閺幕鸺膊繃姵龅奈擦髦校写罅康娜趸X微粒，由于這些微粒的直徑很小，在噴出以后受到的空氣阻力自然也很小，所以可以連綿好幾公里長(zhǎng)。

此外，這個(gè)尾部的”細(xì)線”所出現(xiàn)的區(qū)域，大約是在對(duì)流層與平流層之間，這個(gè)區(qū)域有較強(qiáng)的上下循環(huán)氣流，因此使得火箭尾流遠(yuǎn)端和空氣的混合變得不穩(wěn)定起來(lái)，在空氣流動(dòng)的影響下，原來(lái)的直線就變成了蜿蜒曲折的“蛇形”。

是哪個(gè)火箭發(fā)射所形成的呢？

由于這位攝影愛(ài)好者所拍攝的具體時(shí)間沒(méi)有透露，因此我們也無(wú)法和具體哪一次火箭發(fā)射相聯(lián)系。不過(guò)，鑒于火箭尾跡的形成，需要晴朗、比較昏暗（日出前或日落前后）、風(fēng)力不大的氣象條件，而且持續(xù)時(shí)間不是太長(zhǎng)，大約在半個(gè)小時(shí)以內(nèi)，而且這位愛(ài)好者也是近期長(zhǎng)發(fā)布的消息，因此我們可以從甘肅武威附近區(qū)域、早晨日出前這個(gè)時(shí)間點(diǎn)以及近期發(fā)射的火箭中來(lái)尋找尋找。

果不其然，通過(guò)相關(guān)的資料發(fā)現(xiàn)，在11月12日早上的6點(diǎn)52分，在距離甘肅武威750公里的太原衛(wèi)星發(fā)射中心，利用長(zhǎng)征六號(hào)改運(yùn)載火箭，成功發(fā)射了一顆云海三號(hào)衛(wèi)星。這個(gè)火箭是我國(guó)新一代固液捆綁中型運(yùn)載火箭，一級(jí)采用兩臺(tái)120噸推力的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，二級(jí)采用一臺(tái)推力18噸的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，捆綁著4臺(tái)2米直徑的固體助推器，每個(gè)推進(jìn)器的推力達(dá)到了120噸。

以上就是筆者對(duì)甘肅武威天空出現(xiàn)巨大“不明發(fā)光體”的分析和猜測(cè)，有感興趣的或者不同意見(jiàn)的朋友，敬請(qǐng)留言交流。