作者 | 飞蠓
编者注：近来，长征五号成功上天，让国人倍感自豪。经过全程直播画面，咱们可看到跟着火箭升空，火箭尾焰的明显变化。
最近有网络大V继续发布置疑上世纪70年代阿波罗登月事情真实性的微博，这些“质疑”有一些是他自己原创的，例如“登月之前没有进行任何试验”，十分幼稚可笑，很简略就解说清楚了；有些是他抄过来的，例如“登月舱起飞画面中看不到火箭的尾焰”，这个“质疑”在维基百科中文版“阿波罗登月计划阴谋论”词条所列出的陈年迈谣中列第10。我从前说过，广为流传的那些所谓“质疑”就那么几条，其间有些仍是值得打开科普一下的，不是为驳斥谣言，是能够借机把相关的一些科学常识介绍一下。这儿咱们首先要谈谈“火”。
火是人类最早把握的的自然力之一，至少100万年前直立人就知道使用火。人类用火的前史如此之久，以至于人类幼崽是动物里稀有的不怕火、喜爱玩火的品种，需求成人去教育他避开战的损害。古人视火为一种奇特的物质。在中国传统自然哲学里，火是五行之一，在古希腊自然哲学里，火是四元素之一。咱们一向要到18世纪才知道焚烧现象不过是一种剧烈的发光发热的氧化反响，火焰不过是焚烧时的一种现象，现在任何一个初中毕业生都知道这个常识点。更进一步的解说是：火焰是物质焚烧构成的高温气体，假如温度超越必定的极限，比方2000℃，火焰乃至是一种等离子体。
初中化学课上教师会告知咱们，酒精灯的火焰大体分三层：坐落中心的焰心，由可焚烧而未焚烧的气体组成；坐落焰心之外的内焰，温度比焰心高，因为碳粒被烧亮而出现亮堂的黄白色，是由未充沛焚烧的气体组成的，具有还原作用；坐落最外层的外焰，温度最高，因为彻底焚烧而出现浅黄或通明的蓝色，是彻底焚烧的气体组成的，具有氧化作用。假如你的初中化学常识还没还给教师，就应该还记得做试验时应该用酒精灯外焰加热试验容器。外焰的边际一般很明晰，这是因为外焰的能量传递给所接触到的空气之后会骤降。
酒精灯火焰结构，图据网络
火焰宣布的光从哪里来呢？主要是两个来历，一个是火焰中的原子（和基团）的核外电子受热后处于激发态，再次回落到基态时放出各种波长的光（明线光谱），另一个是火焰中的固体颗粒受热后宣布的黑体辐射（连续光谱）。相应的，火焰的色彩也跟这两个要素有关。首先是火焰中元素和基团的明线光谱的特征，例如天然气焚烧时羟基（OH）开释的光会集在紫外波段，烃基（CH）开释出的光会集在可见光的紫色波段，所以充沛焚烧的本生灯的火焰是暗蓝色，近乎无色；另一个要素是火焰中搀杂的固态颗粒的温度，咱们从日常生活经验中能知道，跟着温度的上升，一个热物体的色彩会逐步从暗红、红、橙过渡到黄、黄白、白和蓝，不同的色彩大体上对应了物体不同的温度，火焰温度越高，其间搀杂的固态颗粒的温度也越高，其色彩就更偏蓝，反之亦然。
理解了这些基础常识，咱们再来看火箭发动机的尾焰。火箭发动机的原理最简略，燃料在焚烧室内焚烧，发生高温高压气体，这些气体经过焚烧室出口处的喷管喷出，压力作用于焚烧室和喷管，构成一个推进火箭发动机向反方向运动的力。高温高压气体脱离喷管之后，就构成了所谓尾焰。
火箭发动机原理示意图，据维基百科
咱们在观看大型运载火箭发射现场视频的时分，往往会被长达几十上百米的火箭尾焰和高达200分贝的激烈噪音所震慑，而这也是咱们对火箭发射的刻板形象。实际上，火箭发动机在脱离地球大气层后的尾焰出现的是别的的情况。这些画面以往咱们难以看到，可是跟着近10年来遥测技术的前进，渐渐的变多的运载火箭在箭体和整流罩内装置了工业摄像头，能够把监控到的画面实时传输到地上，从而使咱们也能够以榜首视角看到火箭发动机尾焰在不同高度所出现出的状况。例如youtube上有一个将近5分钟的科技视频“Inside a Rocket From Take Off To Orbit (External Cameras) in HD”，咱们咱们能够清楚地看到在火箭飞出稠密大气层后，亮堂的尾焰渐渐消失不见了，尾焰全体蓬开一起变得十分昏暗。为什么？
底子原因是咱们正真看到火箭尾焰中的亮堂部分，是尾焰中的固体颗粒被加热后构成的，与火箭尾焰温度密切相关。火箭在地上邻近作业时，因为稠密空气的包裹，尾焰气体扩散慢，依据理想气体状况方程咱们咱们能够知道，尾焰的温度降低得也慢，尾焰中各种原因构成的固体颗粒的温度坚持的时刻也比较长，但到了高空淡薄空气地带，因为气压小，尾焰气体胀大速度要快得多，温度下降的速度也会快得多，那些固体颗粒的温度相应也快速下降，这就导致尾焰中亮堂的部分大幅度削减，只能在间隔喷管很近的范围内存在。
羽流，2010年4月世界神5号发射X37B时所摄
(此刻未彻底脱离大气层，还能看到一点尾焰)
航天工程上把火箭在大气层内喷出的气流称为尾焰，在大气层外喷出的气流称为羽流。一般说来，羽流只要在被亮堂光源，例如太阳，照亮的情况下才干被看到。嫦娥三号和长征三号乙运载火箭正常别离入轨后，正对着太阳，它的调姿发动机作业时喷出的羽流因为逆光而被阳光照亮，被长三乙上装置的摄像头拍到了，十分美丽。
阿波罗登月舱带着的燃料是航空肼50，氧化剂是四氧化二氮，彻底焚烧的情况下出现通明的淡蓝色。在近乎真空的月亮外表，它的火箭发动机作业时只会喷出昏暗的羽流，因为太阳光是从开麦拉背面照过来的，羽流是顺光，不易与布景分隔，故而很难被拍到，再加上其时的摄像机分辨率有限，所以看不到壮丽的火箭尾焰一点儿都不古怪。至于留在月面上的登月舱下降级四周的所谓“ 亮堂火光”，明显仅仅被扰动的月尘罢了。
此外，假如咱们检视2013年嫦娥3号在月面登陆时的实时视频，也能注意到尽管它的缓冲发动机一向在作业，但咱们在下降相机拍到的画面中一直看不到“尾焰”，只要在行将着陆时发动机气流吹动月尘咱们才干意识到它的存在。倘若有心怀叵测的人据此说咱们嫦娥三号下降视频是摄影棚吊威亚制造的，不知道该网络大V和他的拥趸作何感触？
-完-
