基本介紹
- 中文名：探空火箭
- 外文名：Sounding rocket
- 用途：地球和天文物理研究
- 優點：結構簡單、成本低廉、發射方便
- 日文：探空ロケット
- 法文：fusées-sondes
簡介,優點,用途,分類,氣象火箭,生物火箭,地球物理火箭,硬體組成,中國有關現狀,
簡介
探空火箭在近地空間進行探測和科學試驗的火箭。利用探空火箭可以在高度方向探測大氣各層結構成分和參數研究電離層、地磁場、宇宙線、太陽紫外線和 X射線、隕塵等多種日-地物理現象。探空火箭比探空氣球飛得高、比低軌道運行的人造地球衛星飛得低,是30～200公里高空的有效探測工具。探空火箭所獲取的資料可用於天氣預報、地球和天文物理研究，為彈道飛彈、運載火箭、人造衛星、載人飛船等飛行器的研製提供必要的環境參數。探空火箭還可用於某些特殊問題的試驗研究，如利用探空火箭提供的失重狀態研究生物機體的變化和適應性，利用探空火箭進行新技術和儀器設備的驗證性試驗等。探空火箭一般為無控制火箭，具有結構簡單、成本低廉、發射方便等優點。它更適用於臨時觀察短時間出現的特殊自然現象（如極光、日食、太陽爆發等）和持續觀察某些隨時間、地點變化的自然現象(如天氣)。發射無控制火箭有一些特殊技術要求，主要是：保證飛行穩定，達到預定的探測高度和減少彈道頂點和落點的散布。世界第一枚專門用於高空大氣探測的火箭是美國於 1945年秋研製成功的“女兵下士”火箭。它能將11公斤的有效載荷送到 70公里的高空。此後,美國和蘇聯利用繳獲的V-2火箭發射了一批探空火箭。50年代的國際地球物理年活動大大推動了探空火箭的發展，許多國家開始了探空火箭的研製。到80年代，世界上已有20多個國家發展或使用了探空火箭。探空火箭的年發射量高達數千枚。
優點
用途
探空火箭所獲取的資料可用於天氣預報、地球和天文物理研究，為彈道飛彈、運載火箭、人造衛星、載人飛船等飛行器的研製提供必要的環境參數。探空火箭還可用於某些特殊問題的試驗研究，如利用探空火箭提供的失重狀態研究生物機體的變化和適應性，利用探空火箭進行新技術和儀器設備的驗證性試驗等。發射無控制火箭有一些特殊技術要求，主要是：保證飛行穩定，達到預定的探測高度和減少彈道頂點和落點的散布。世界第一枚專門用於高空大氣探測的火箭是美國於1945年秋研製成功的“女兵下士火箭”。它能將11公斤的有效載荷送到70公里的高空。此後，美國和蘇聯利用繳獲的V-2火箭發射了一批探空火箭。50年代的國際地球物理年活動大大推動了探空火箭的發展，許多國家開始了探空火箭的研製。到80年代，世界上已有20多個國家發展或使用了探空火箭。探空火箭的年發射量高達數千枚。
探空火箭
探空火箭分類
氣象火箭
多用於 100公里以下高度的大氣常規探測。
生物火箭
用於外層空間的生物學研究。
地球物理火箭
用於地球物理參數探測，使用高度大多在120公里以上。
硬體組成
探空火箭系統由有效載荷、火箭、發射裝置和地面台站組成。有效載荷大多裝在箭頭的儀器艙內。儀器艙的直徑有時可大於箭體直徑。有效載荷採集到的信息通過遙測裝置傳送到地面台站接收處理，或者在火箭下降過程中將有效載荷從火箭內彈射出來，利用降落傘等氣動減速裝置安全降落到地面回收。有效載荷的重量和尺寸取決於探測要求,一般為幾公斤到幾百公斤,最大可達幾噸。火箭包括箭體結構、動力裝置、穩定尾翼等。大多數探空火箭為單級或兩級火箭，也有為3級、4級的。動力裝置通常用固體火箭發動機，可以簡化和縮短發射操作時間。探空火箭對火箭姿態和飛行彈道的要求不象飛彈和運載火箭那樣嚴格，一般不設控制系統，僅靠穩定尾翼或火箭繞縱軸旋轉來保證飛行穩定。
需要精確定位和定向時才設定控制系統。發射裝置通常用導軌和塔式發射架，使火箭獲得足夠大的出架速度。無控制火箭的飛行彈道受風的影響較大，為了保證達到預定的高度和減小彈道散布，探空火箭發射時尚需根據發射場的高空風資料採用風補償技術來調整和確定發射角度。大多數探空火箭從地面以接近垂直狀態發射，也有從移動式發射車發射的，根據需要還可從艦船或升在空中的氣球上發射。地面台站主要包括接收測量信息的地面接收設備、跟蹤火箭的定位測速設備(如雷達)和電子計算機等。雷達跟蹤方式有反射式和應答式兩種，應答式比反射式的跟蹤距離更大。地面接收設備接收的遙測數據直接輸入電子計算機處理，實時給出探測結果。
中國有關現狀
中國在1958年以前曾發射過試驗性火箭，1958年正式研製探空火箭，先後研製成T-7液體探空火箭和改進型T-7A探空火箭。 1965年起開始研製固體探空火箭“和平2號”與“和平6號”。
人民網北京2016年4月27日電（趙竹青）台北時間今天凌晨2點，中國科學院國家空間科學中心（以下簡稱“空間中心”）在位於海南省儋州市的中科院海南探空部發射了“鯤鵬-1B”863計畫空間環境垂直探測試驗探空火箭，開展了多項科學探測與技術試驗任務,首次成功獲得電離層頂的原位探測數據,並獲得多項技術試驗的圓滿成功。
此次發射是我國在子午工程支持下恢復火箭探空活動後，再次開展空間環境垂直探測。任務首次使用了具有姿態控制能力的箭頭平台，可以更精確的獲得空間磁場、電場矢量數據，對於深入研究低緯度地區電離層中高層大氣的空間環境具有重要科學意義。此次任務由中國科學院國家空間科學中心作為試驗的抓總單位，並具體負責箭頭科學儀器、球形探空儀與服務平台的研製、以及發射場、遙測、地面及科學套用系統任務。
據試驗總指揮、空間中心主任吳季介紹，探空火箭是進行空間探測和科學試驗的有效探測工具，而且相對其他空間探測手段，探空火箭成本低、研製周期短、發射時間受限小。利用探空火箭可以在高度方向上垂直探測大氣各層結構成分和參數，研究電離層、地磁場、宇宙線、太陽紫外線和X射線、隕塵等多種日-地物理現象。鯤鵬1B的探空儀包括朗繆爾探針、雙臂探針式電場儀等科學探測有效載荷。其中，朗繆爾探針和雙臂探針式電場儀，對空間等離層70～300km高度範圍內的E層和F層電子密度、離子密度，空間電場和磁場進行原位探測，獲得原位探測數據，朗繆爾探針中電子探針由空間中心自主研製，離子探針由空間中心與奧地利合作研製；同時，試驗利用中科院海南探空部的地基遙感觀測設備，進行標定和聯合觀測，研究電離層垂直高度的精細結構。在此次試驗中，鯤鵬1B箭頭配置的姿態控制系統、柔性碳纖維伸桿均為我國在探空火箭上首次使用，對提高未來火箭探空的技術能力具有重要意義。據介紹，此次試驗在海南探空部火箭發射場沿正西偏南方向、87.3度仰角發射。火箭飛行頂點高度達到316公里，從起飛到濺落共飛行約10分鐘。承擔此次實驗任務的運載器——天鷹3F型兩級固體燃料火箭發動機由中國航天科技集團公司所屬航天動力技術研究所研製。
為研究中國低緯電離層垂直高度的精細結構,研發了一種以探空火箭為平台朗繆爾探針,用於就位測量電離層空間電漿的特性參數及其擾動情況，分析了朗繆爾探針的任務需求和目標,並在朗繆爾探針基本測量原理的基礎上,對朗繆爾探針基本測量方案進行了論證分析和設計,包括感測器形狀、大小和表面鍍層的選取設計,雙探針的設計,掃描電壓和工作模式的設計,及電子學測量電路的設計.本朗繆爾探針採用兩路完全相同的球形探針,兩路探針同步工作,各自獨立完成測量.朗繆爾探針研製完成後,分別進行了信號模擬源測試和電漿源測試：信號模擬源測試結果顯示兩路探針電子學工作狀態良好,對微弱電流信號的回響具有很高的線性度;在電漿模擬裝置內對電子探針整機測試的初步結果表明該載荷可以正確測量電漿的特性參數,能夠滿足科學探測的需求.
