原標題：火箭發射倒計時：從科幻到傳統

來源：人民日報海外版

火箭發射倒計時：從科幻到傳統

火箭發射為什么要倒計時？這要從兩部科幻作品說起。1865年，“科幻小說之父”儒勒·凡爾納出版了第一部描述太空探索的作品《從地球到月球》，故事以美國南北戰爭結束為背景，大炮發明家們從戰場歸來，無所事事的他們把目光投向了月球，想出坐進“炮彈車廂”，搭乘超級炮彈前往月球探險的故事，所謂的大炮就是火箭雛形。

書中把發射時間記為T0，大炮俱樂部在全球募集資金，鑄造了前所未有的哥倫比亞大炮，并在開炮前一切準備就緒，唯一不同的是，開炮前指令員按自然時間進行順數計時：35、36、37、38、39、40、開炮！以此規劃整個發射進程的制度設計，是科幻作品的首創。

1929 年，科幻影片《月球少女》向電影觀眾首次呈現一枚登月火箭發射升空的全過程。其中關于火箭點火的細節，包括火箭發射倒計時和宇宙空間失重的描述都很新穎到位。電影大師弗里茨·朗為吸引觀眾注意力，在影片中營造時間緊迫的戲劇性氣氛，在火箭發射鏡頭中設計了“……3、2、1、現在”的倒數鏡頭，電影成了這種發射模式的先導。

德國在20世紀30年代制成的第一枚試驗火箭，以及后來40年代初研制的“V- 2”火箭，都采用這種倒數計時的發射程序。中國的火箭在發射時也采用了這種程序，由“01”指揮員組織各系統工作、監測系統和倒計時點火。火箭發射使用倒計時真正的作用在于確認火箭發射的時間零點，把火箭在起飛前的各種動作按時間程序化。

如果把從火箭上發射架到任務完成的整個任務過程，以時間軸為數軸的話，那么發射時刻就可作為數軸的零點，我們把它命名為 T0。當火箭發射時，T0時刻就會自動傳輸到所有的測控站。不同國家在火箭發射倒計時的具體設置上也有差別。比如，中國的火箭倒計時是點火倒計時——以火箭點火時刻作為 T0；而美國的火箭都是采用起飛倒計時——以火箭起飛時刻作為T0。

2020年5月5日，隨著“01”指揮員發出口令，長征五號B運載火箭并沒有立刻起飛，而是仍“穩坐”發射臺。經過了令人忐忑不已的9秒鐘后，火箭才騰空而起。相比其他火箭發射時的情景，9秒著實“漫長”得令人印象深刻。那么，這9秒發生了什么？為什么長五B點火9秒后才起飛呢？

實際上，從火箭點火到起飛，中間產生的數秒是火箭正常發射流程中的一環。在此期間，火箭最先工作的四大系統，即測量系統、控制系統、動力系統、測發控系統高速完成上千個步驟。其中，火箭測量系統在點火之前就開始進行箭體內部儀器設備的壓力、流量、液位等測量。在“點火”口令發出后，測量系統即時記錄、回傳火箭各系統儀器設備參數信息，同時，火箭的“大腦”——控制系統給動力系統發出命令，助推器和芯一級相繼點火，發動機在幾秒鐘之內進入滿負荷工作狀態。與“點火”口令同時啟動的還有地面測發控系統，它迅速計算好火箭的初始位置參數、準備跟蹤。我們在發射直播時常聽到的“某某跟蹤正常”，就是地面測發控系統在工作。

這四大系統的初始工作，大多是我們無法直接看到的，但也有一些對應的“小動作”可以輕易看到，如各種地面插頭的脫落等。地面設施和火箭連接的插頭大致可以分為兩大類：供氣、供液的管路插頭和供電的管路插頭。用于供氣、供液的管路插頭在火箭進入特定程序時自主脫落，而供電的管路插頭會堅守到火箭起飛的最后一秒，被火箭上升推力斷開，因而非常容易被觀察到。

那么，為什么長征五號B運載火箭點火到起飛時間長？其實，它并不是個例。相比其他系列的火箭，長五系列火箭的“推重比”相對較小。“推重比”是火箭的推力和重力之間的比例，是決定火箭從點火到起飛這段時間長短的關鍵。這是因為，火箭點火后，推力越來越大，直到超過火箭的重力，才能將火箭托舉起來，飛向太空。

長征五號系列火箭質量大、推重比最小，建立足夠的推力時間更長，所以長征五號B運載火箭需要9秒鐘才能把火箭抬起來；其他系列的火箭，如長征二號丙火箭，推重比大，從點火口令下達到起飛的時間只要兩三秒。相比之下，觀看長征二號丙火箭發射的人可以少緊張一會兒，就能看到火箭起飛了。

（微信公號“太空夢想”供稿）

[責任編輯：楊凡、崔中連]

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