Ist es ein UFO? Nein, das ist ein von Menschenhand geschaffenes Wunder! Lassen Sie mich Ihnen die wunderschöne Raketenwolke vorstellen

Wir sehen oft, dass einige Internetnutzer seltsame Wolkenfotos im Internet veröffentlichen. Diese Wolken unterscheiden sich von den Wolken, die wir normalerweise sehen. Sie sind offensichtlich gerichtet, haben zunächst oft lange Schwänze, die plötzlich anschwellen, wenn sie eine bestimmte Länge erreichen, und an der Spitze befindet sich oft ein heller Fleck, der sich nach vorne bewegt. Solche astronomischen Phänomene werden von Zeugen oft als unbekanntes Flugobjekt oder UFO bezeichnet und lösen dann hitzige Diskussionen aus.

Am 29. Juni 2018 brachte die Falcon 9 das Raumschiff Dragon zur Internationalen Raumstation

Tatsächlich kam es bereits während des Kalten Krieges häufig zu derartigen Vorkommnissen. Dieses seltsame astronomische Phänomen ließ einst viele Menschen glauben, dass die Atomraketen des anderen Lagers angreifen würden, und löste Panik aus. Für Menschen, die sich mit Astronomie und Meteorologie auskennen, dürfte dies jedoch keine Überraschung sein, denn bei solchen astronomischen Phänomenen handelt es sich häufig um vom Menschen verursachte astronomische Phänomene, die durch den Start von Raketen oder Flugkörpern – sogenannte Raketenwolken – verursacht werden.

Was ist eine Raketenwolke?

Am Heiligabend, dem 23. Dezember 2017, wurde die Falcon 9-Rakete von SpaceX mit 10 Iridium-Satelliten an Bord von der Cape Canaveral Space Force Base in den Vereinigten Staaten gestartet. Die von der Rakete verursachte Raketenwolke versetzte viele Menschen in Angst und Schrecken. Auch die lokalen Medien berichteten darüber, um alle zu beruhigen.

Am 23. Dezember 2017 wurde die Falcon-9-Rakete von der Cape Canaveral Space Force Base in den USA gestartet.

Die Raketenwolke bildete sich beim Start

Manchmal können wir nach oben schauen und Kondensstreifenwolken sehen, die von Flugzeugen verursacht werden. Sie sind im Wesentlichen dieselben wie die durch Raketenstarts verursachten Raketenwolken, allerdings sind Raketenwolken oft viel höher als Kondensstreifenwolken von Flugzeugen. Im Englischen kann das einzigartige astronomische Phänomen, das durch die Rakete verursacht wird, als „Space Jellyfish“ bezeichnet werden, was im Chinesischen als „Weltraumqualle“ übersetzt wird, da sein Ausdehnungsabschnitt dem Aussehen einer Qualle sehr ähnlich ist.

Falcon 9 startet am 29. Juni 2018 vor Sonnenaufgang von der Cape Canaveral Space Force Station

Aus meteorologischer Sicht kann man diesen Wolkentyp als leuchtende Nachtwolke bezeichnen. Unter natürlichen Bedingungen bestehen leuchtende Nachtwolken oft aus winzigen Wassereiskristallen mit einem Durchmesser von bis zu 100 Nanometern. Im Allgemeinen existieren leuchtende Nachtwolken in einer Höhe von etwa 76 bis 85 Kilometern, also sehr nahe am Rand der Atmosphäre. Sie sind die höchsten Wolken, die in der Atmosphäre existieren können und gehören zu den Zirruswolken in großer Höhe. Unter natürlichen Bedingungen kann er oft nur in höheren Breitengraden beobachtet werden, und die Beobachtungszeit liegt normalerweise am frühen Morgen oder in der Abenddämmerung. Da die Höhe dieser Wolkenart sehr nahe am Weltraum liegt, liegen die leuchtenden Nachtwolken am hohen Himmel außerhalb dieser Tangente und können immer noch vom Sonnenlicht beleuchtet werden, wenn wir das Sonnenlicht als Tangente an die Erde betrachten. Zu diesem Zeitpunkt können die Menschen am Boden eine leuchtende Wolke am dunklen Himmel sehen. Wenn Sie es mit eigenen Augen sehen könnten, wäre das eine seltene Erfahrung in Ihrem Leben.

Man kann sagen, dass Raketenwolken eine Art von menschengemachtem astronomischen Phänomen sind, das wir bei Raketenstarts ohne Absicht erzeugen. Es entsteht während des Fluges einer Rakete und kann im sichtbaren Bereich beobachtet werden, die beste Blickrichtung ist jedoch parallel zur Startrichtung der Rakete. Auf diese Weise können Sie einen Blick auf die wunderschöne Raketenwolke erhaschen, die durch den Raketenstart entsteht.

Wenn wir über Raketenwolken sprechen, müssen wir über den Treibstoff sprechen, der derzeit von Raketen verwendet wird. Basierend auf den aktuellen Raketen im In- und Ausland sind die Haupttreibstoffe: Stickstofftetroxid/Hydrazin-Verbindungen; flüssiger Sauerstoff/Kerosin; flüssiger Sauerstoff/flüssiger Wasserstoff; flüssiger Sauerstoff/Methan und fester Brennstoff.

Unter diesen Brennstoffen können feste Brennstoffe beim Entzünden eine große Menge an Partikeln erzeugen; Bei mehreren anderen Brennstoffen kann während des Verbrennungsprozesses eine große Menge Wasserdampf entstehen. Aufgrund der Temperaturen unter Null Grad verwandelt sich der Wasserdampf in großen Höhen in Eiskristalle. Partikel, Wasserdampf und Eiskristalle sind häufig wichtige Faktoren bei der Wolkenbildung. Während des Raketenstarts stößt die Rakete kontinuierlich Abgase nach hinten aus und es entsteht eine Raketenwolke. In den letzten Jahren hat die Zahl der Sichtungen von Raketenwolken in China allmählich zugenommen, da die Raumfahrtindustrie meines Landes schnell wächst und die Zahl der Raketenstarts zunimmt.

Der „Eingang“, um Raketenwolken zu sehen

Die Form einer Raketenwolke hängt oft eng mit dem Modell und Typ der Rakete zusammen. Beispielsweise handelt es sich bei der Rakete „Langer Marsch 5B“ meines Landes um eine einzigartige eineinhalbstufige Rakete, die aus einer Hauptstufe und einer Booster-Stufe besteht. Die Kernstufe kann einmal gezündet werden, um die Nutzlast direkt in die Umlaufbahn zu schicken. Da es keine weiteren Stufen gibt, wird die durch den Start dieser Rakete erzeugte Wolke nicht unterbrochen sein. Da die meisten Raketen auf der Welt jedoch über zwei oder mehr Stufen verfügen, werden wir dennoch auf die Raketenwolken eingehen, die die meisten Raketen erzeugen können.

Die Diskontinuität der Raketenwolke, also der Zustand der Wolke, wenn sich die erste und die zweite Stufe trennen, hängt eng mit dem Zündzeitpunkt der Kernstufe der Rakete zusammen. Man kann sagen, dass die von jedem Raketentyp erzeugte Wolke einzigartig ist. Die von ein und derselben Rakete erzeugten Wolken können aufgrund der Startbahn, der jeweiligen Wetterbedingungen, der Windstärke usw. sehr unterschiedlich sein, sodass eine Verallgemeinerung nicht möglich ist. Alles in allem muss man, wenn man das Glück hat, eine Raketenwolke zu sehen, diese von Fall zu Fall analysieren.

Die Falcon 9 von SpaceX ist eine ganz besondere wiederverwendbare Rakete. Nachdem sich die erste und die zweite Stufe getrennt haben und die zweite Stufe gezündet hat, kehrt die erste Stufe zum Startplatz oder zu einem speziellen Bergungsschiff zurück. Zu diesem Zeitpunkt wird es sogar den seltsamen Anblick geben, dass zwei gegenüberliegende „Weltraumquallen“ gleichzeitig auftauchen.

Als mein Land am 23. Dezember 2021 die Rakete vom Typ Langer Marsch 7A startete, hatte ein Pilot (Weibo-Konto: @天边的贝洛斯) das Glück, den Raketenstart mitzuerleben, sah die perfekte Raketenwolke und machte ein Video. Der Einfachheit halber verwenden wir die Unterbrechung in der Mitte als Intervall und unterteilen es zur separaten Analyse in die erste und die zweite Hälfte.

Die Raketenwolke der Langer Marsch 7A, fotografiert von einem Piloten am 23. Dezember 2021

In der ersten Hälfte einer Raketenwolke ist die Wolke oft relativ gerade und dicht, was hauptsächlich dadurch bedingt ist, dass die Rakete gerade abhebt. Während dieser Phase muss die Rakete die Atmosphäre so schnell wie möglich verlassen, nahezu parallel zum Boden bleiben und ihre vertikale und seitliche Geschwindigkeit kontinuierlich steigern. Wenn wir es abstrakter betrachten, ist dieser Prozess dem ersten Quadrantenbild von lnX in der logarithmischen Funktion in der Mathematik sehr ähnlich. Da jedoch am Boden und am Himmel häufig Wind weht, wird die erste Hälfte der Wolke bald wie eine gebogene dünne Schlange weggeblasen und verschwindet dann allmählich am Himmel.

In der zweiten Hälfte der Raketenwolke werden Booster und Kernstufe der Rakete von der zweiten Stufe getrennt und die zweite Stufe gezündet. Die Atmosphäre ist in der Höhe der Rakete bereits sehr dünn und der Luftdruck sehr niedrig. Zu diesem Zeitpunkt kann sich das aus der Düse der zweiten Stufe ausgestoßene Abgas über einen viel größeren Bereich ausdehnen als das Abgas auf Meereshöhe. Der von der zweiten Raketenstufe erzeugte Wasserdampf kondensiert in großer Höhe und diffundiert aufgrund des geringen Luftdrucks. Auch die von ihr erzeugte Raketenwolke wird allmählich größer und dünner, wie ein Pfeil, der den Himmel durchbohrt. Diese Wolke bleibt bestehen, bis die Rakete die Atmosphäre vollständig verlässt. Danach hinterlässt die Rakete keine sichtbare Spur mehr und fliegt in ihre vorbestimmte Umlaufbahn.

Was philippinische Internetnutzer beim Start der Langer Marsch 7A sahen

Anschließend verformen sich die Wolken unter dem Einfluss des Windes allmählich, nehmen die Form einer gekrümmten Schlange an und verschwinden dann allmählich am Himmel.

Dies ist der Prozess einer Raketenwolke von ihrer Entstehung bis zu ihrem Ende.

Dieser Prozess ändert sich sehr schnell. Wie bei natürlich vorkommenden leuchtenden Nachtwolken dauert es von ihrer Entstehung bis zu ihrem Verschwinden nur wenige Stunden, sodass ihre Lebensdauer nicht lang ist.

Manchen Lesern fällt vielleicht auf, dass manche Fotos und Videos der Raketenwolke nur die zweite Hälfte zeigen. Denn die Fluggeschwindigkeit der Rakete ist nach der Trennung der ersten und zweiten Stufe bereits recht hoch. Es fliegt in kurzer Zeit eine weite Strecke. Die Distanz, die die Rakete vom Start bis zur Nutzlasttrennung zurücklegt, kann sich sogar über einen Kontinent erstrecken. Wenn es über den Kopf des Beobachters hinwegzieht, ist bereits die zweite Hälfte erreicht.

Am 25. Dezember 2021 startete die Ariane-5-Rakete der ESA das James-Webb-Weltraumteleskop. Es startete in Kourou, Französisch-Guayana, in Südamerika. Als sich das Teleskop von der zweiten Stufe trennte, hatte die Nutzlast bereits den Atlantik und den gesamten afrikanischen Kontinent überquert. Würden wir zu diesem Zeitpunkt am westlichsten Zipfel des afrikanischen Kontinents stehen und die Raketenwolke beobachten, könnten wir die vordere Hälfte der Raketenwolke, die durch die vor langer Zeit abgetrennte erste Stufe und den Booster entsteht, definitiv nicht sehen. Wir konnten höchstens die zweite Hälfte sehen.

Neben Raketen können auch die eng mit Raketen verwandten ballistischen Raketen ähnliche Effekte erzeugen. Schließlich ist der Flugvorgang ballistischer Raketen dem von Raketen recht ähnlich, mit dem Unterschied, dass Raketen ihre Nutzlast in den Weltraum befördern, während Raketen ihre Nutzlast auf die Spitze des Ziels befördern. Ihre Entstehungsprinzipien sind dieselben.