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SpaceX 星舰未来科普 - 星舰升空时为什么会冒白烟？ 
科普贴 by SpaceX星舰未来频道
有细心的小伙伴估计会观察到，很多火箭发射的时候要么冒白烟，要么有一块一块白色不知名的碎片掉落。下面是常见的几种：
Starship：
Falcon9:
Rocketlab Electron：
很容易想到：这些碎片并不是火箭本身掉下来的，而是空气中水份凝结成的冰晶体（ice fragment）：大气中的水蒸气，与运载火箭未绝缘低温燃料箱，在零度以下温度发生反应，会在火箭的周边结成的冰，这一过程称为航天器寒冷外表面上冰晶体沉积。在发射过程中这些冰晶体会掉落。
那么问题在于：为什么火箭体会低于零度？这和火箭的推进剂（Rocket Propellants）有很大关系。
我们频道在前一个帖子《如何制造一艘 Falcon9火箭》里提到过，Falcon9 一级及二级火箭所采用的推进剂方案是 Lox和 RP-1，Lox是液态氧，RP-1是火箭级煤油。
#Lox
Lox也即 Liquid Oxygen，为了让氧气保持在液态（目的是缩小 Lox Tank的体积和便于运输保存），必须将其冷却并储存在低于-183° 摄氏度（-297° 华氏度）的温度下。在火箭发射过程中，燃料和氧化剂通过涡轮泵从燃料箱中高压泵入燃烧室。在燃烧室中，两种化合物混合并点燃。只有充足的氧气，才能让燃料充分燃烧，带来足够强大的海平面推力。
#燃料
除了 Lox外，为了增加 RP-1其密度减小燃料Tank的体积，SpaceX 还将燃料组件（RP-1**）冷却至 -7° 摄氏度（19.4° 华氏度）。另外我们之前也提到过，Starship 猛禽引擎所采用的并非 RP-1，而是以液态甲烷（liquid methane）作为燃料，为了让甲烷处于液态状态，需要把稳定冷却至 -162° 摄氏度 (-260° 华氏度)。除此以外，还有以氢气（hydrogen）作为燃料的推进剂方案，氢气液化需要把温度降低至 -183摄氏度。
这就是为什么火箭躯体温度很低的本质原因。
#结论
在低于0度的环境下，空气中的水蒸气很容易直接从气体直接凝结成冰晶体。尤其是 SpaceX的火箭发射场地，往往处于海边，空气中湿度远高于太原发射中心等地，更容易形成高密度的冰晶体。这些冰晶体在火箭发射的时候，会被气流带下来，就是我们肉眼见到的白色烟雾/碎片。
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2025-02-13
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