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探空火箭

探空火箭是在高空进行探测和科学实验的火箭。它是在运载火箭的基础上,在火箭头部安放一些探测仪器,使之成为能够对高空大气的各层结构、成分及参数进行直接探测的火箭。

探空火箭系统一般由有效载荷(大多装在箭头的仪器舱内)、火箭、发射装置和地面台站组成。有效载荷将采集到的信息用遥测装置发送到地面台站接收处理,或在火箭下降过程中将有效载荷弹出火箭,利用降落伞等气动减速装置安全降落到地面回收。

探空火箭按研究对象分类如下:气象火箭多用于100公里以下高度的大气层内进行常规探测;生物火箭用于外层空间的生物学研究;地球物理火箭都在120公里以上的大气层进行地球物理参数探测。

第二次世界大战结束后,美国利用从德国缴获的零部件组装出V-2火箭,并将冯•布劳恩等原参与研制V-2火箭的德国技术人员接到美国,开始进行探空火箭的研究试验。1946年4月16日,组装的V-2火箭首次发射成功。同年12月,V-2火箭载着一些真菌孢子发射升空,科学家们想发现空间飞行是否会对它们的生长和变异产生影响。火箭升到了187公里的高度,但没有回收成功。此后,美国又用V-2火箭进行了一系列的高空科学实验,并在1947年第一次成功地使用降落伞安全回收火箭和仪器舱。

与此同时,美国从1945年秋开始研制“女兵下士”火箭,它是在V-2火箭的基础上加装第二级助推火箭,它是世界上最早的大型液体燃料多级火箭,也是世界上第一枚专门用于高空大气探测的探空火箭。它于1949年2月24日首次发射成功,飞行高度达360公里。

前苏联对于探空火箭的研究也是从组装、仿制和改进德国V-2火箭起步的,于1947年10月一1949年内研制了几种探空火箭,其中的“地球物理”火箭将2.2吨负载(内有科学仪器80公斤)带到了212公里的高空。目前,世界探空火箭的年发射量高达数千枚,发射的最大高度是470公里。

探空火箭的发射,使人类获得了有关地球大气层的物理和化学性质、地磁场、宇宙辐射和太阳辐射、X射线和紫外辐射以及微陨石等大量宝贵资料,这些资料广泛应用于天气预报、地球物理和天文物理的研究,为弹道导弹、运载火箭、人造地球卫星、载人飞船等飞行器的研制提供了必不可少的环境参数。

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