詳細信息如下“龍狀祥云”系快舟火箭發(fā)射導(dǎo)致12月7日傍晚，很多人的朋友圈都被這樣一條消息刷屏——有網(wǎng)友發(fā)現(xiàn)傍晚的天空出現(xiàn)了龍狀祥云。此后不少網(wǎng)友紛紛在朋友圈、微博上曬圖，記錄下這一刻。

　　對此，微博認證為“航天科工火箭技術(shù)有限公司技術(shù)經(jīng)理”的微博網(wǎng)友@快舟火箭首席科學(xué)家助理 ，在微博上公開“認領(lǐng)”稱這是今天快舟一號甲運載火箭發(fā)射所造成的火箭尾跡云。據(jù)悉，12月7日16時52分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用快舟一號甲運載火箭，采用“一箭六星”的方式，成功將和德二號A/B衛(wèi)星、天儀16/17衛(wèi)星、天啟四號A/B衛(wèi)星發(fā)射升空。衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道，任務(wù)獲得圓滿成功。這也是太原衛(wèi)星發(fā)射中心在6個小時之內(nèi)的第二次發(fā)射，創(chuàng)下了中國航天發(fā)射的新紀錄。

　　什么是“火箭尾跡云”

　　火箭推進劑燃燒后生成的高溫、高速氣體會在尾噴管后形成具有復(fù)雜的波系結(jié)構(gòu)，包含內(nèi)射流和外射流，以及邊界層。內(nèi)射流是燃料燃燒所生成的高溫、高速化學(xué)反應(yīng)生成物，外射流是低溫、低速的混合物氣體。

　　當火箭飛行高度低時，周圍大氣稠密，火箭噴流和大氣混合的結(jié)果是先膨脹后壓縮，再膨脹，如此反復(fù)形成明顯的馬赫盤結(jié)構(gòu)。尾流徑向直徑比較小，軸向長度有限。低空尾流流場可以用連續(xù)流的納維爾-斯托克斯方程建模，其典型溫度云圖如下所示：

低空火箭尾流流場溫度云圖

　　當火箭飛行高度逐漸增高時，周圍大氣逐漸稀薄，火箭噴流和大氣混合作用的結(jié)果是馬赫盤數(shù)目逐漸減少，最后消失，噴流充分膨脹，與大氣混合后會形成回流區(qū)，尾流徑向直徑變大，軸向長度變長，形成高空雨傘結(jié)構(gòu)。高空尾流流場可用稀薄氣體動力學(xué)建模，其典型速度云圖如下所示：

高空火箭尾流流場速度云圖

　　當火箭飛行速度超過音速時候，會形成兩個激波結(jié)構(gòu)。一個在彈體錐形頂部，一個在尾流前部，剛開始彈體激波與尾流激波分離，當飛行高度變高以后，兩者混合，從而使得火箭尾流場變大，形成一個巨大的錐形部位。

　　利用空氣動力學(xué)成功解釋了火箭尾流“煙云”的主體是錐形結(jié)構(gòu)的原因，那么煙云遠端的蛇形尾跡是怎么形成的呢？這是因為尾流中含有大量的三氧化二鋁粒子，這些粒徑比較小的粒子被噴口噴出后在高層大氣中所受的阻力比較小，因此能夠持續(xù)好幾公里。由于平流層和中間層之間的循環(huán)氣流，造成火箭流場遠端與空氣混合具有強烈的不穩(wěn)定性，因而將尾跡吹成了螺旋狀。

　　在尾流后方還可能存在有大量不同復(fù)雜結(jié)構(gòu)的“煙云”。當火箭發(fā)動機類型、推進劑種類以及飛行環(huán)境不同時，火箭尾流的“煙云”會表現(xiàn)出不同的尺寸與結(jié)構(gòu)。

　　那么為什么我們能看到“煙云”呢？有時甚至還是五顏六色的云呢？其實，這一現(xiàn)象是由火箭升空之后留下的尾跡在陽光、氣流和昏暗天空的綜合作用下產(chǎn)生的特殊光學(xué)效果。

　　火箭尾流與大氣混合后會產(chǎn)生強烈的輻射，但這些輻射的主要波段在紅外區(qū)域，而我們?nèi)搜鬯姷幕鸺槽E主要來自于尾流中含鋁的固體推進劑燃燒生成的三氧化二鋁粒子散射太陽光所致。

　　如果觀察者的角度比較好，而且觀察時間是日出、日落時分，就會看到“云”在高空直射陽光、散射光的相互作用下，形成彩虹色的“五彩祥云”。由于火箭尾流中的固體鋁顆粒與空氣中氧氣混合需要滿足燃燒條件，所以通常這些“云”在火箭起飛階段是會不出現(xiàn)的，而是在高空大氣中產(chǎn)生。由于三氧化二鋁粒子相對氣體分子的慣性大以及高空大氣粘性小等原因，造成火箭關(guān)機后，這些“云”還能存在，最大可維持半小時左右。

　　“火箭尾跡云”此前也曾出現(xiàn)

　　比如去年4月27日20點左右也曾有“不明飛行物”在網(wǎng)絡(luò)上刷屏，當時據(jù)目擊者稱，一個飛行器拖著長長的尾跡在華北的夜空中劃出一道美妙的曲線。

　　當時有專家認為這很可能是小型火箭（長度在2米之內(nèi)）、帶有動力的小衛(wèi)星或者其它用于科學(xué)探測的小衛(wèi)星所致。當然除了火箭發(fā)射之外，高超聲速導(dǎo)彈試驗也會造成類似“天象”。