航天科普什么是发射窗口?发射不同的航天器为什么要选择不同的发射窗口?

来源:百度文库 编辑:16楼社区 时间:2019/09/26 10:07:47
什么是发射窗口?发射不同的航天器为什么要选择不同的发射窗口?错过了发射窗口怎么办?
发射窗口是指运载火箭发射比较合适的一个时间范围(即允许运载火箭发射的时间范围)。这个范围的大小亦叫做发射窗口的宽度。窗口宽度有宽有窄,宽的以小时计,甚至以天计算,窄的只有几十秒钟,甚至为零。
其实,对运载火箭本身来说,没有太严格的发射窗口限制,什么时间发射都可以。不过,在进行运载火箭发射试验时,一般都选在傍晚或黎明前来发射,因为这时太阳处在地平线附近发射场区及火箭飞行路过地区的天空比较暗淡,而火箭点火升空到一定高度后就能受到阳光照射,使反射阳光的箭体与背景天空形成较大的反差,从而使地面的光学跟踪测量仪器可以清晰地跟踪测量火箭的飞行轨迹,观察火箭飞行中的姿态和外部形象,跟踪测量和观察效果比较好。
但当运载火箭用来发射航天器时,就不能随时发射了。由于每个航天器承担的任务不同,航天器上安装的仪器,设备使用要求不同,它们对发射窗口提出了种种要求和限制条件,而这些要求有时又互相矛盾,因此选择什么时间发射就必须考虑各方面的要求,经综合平衡后选择一个比较合适的发射窗口。那末,影响和限制发射窗口的要求有哪些呢?归纳起来主要的要求大致有以下这些:(1)地面观察的需要。1970年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心用长征一号运载火箭发射我国第一颗人造地球卫星东方红一号时,发射时间定在北京时间晚上9点35分,这时在酒泉卫星发射中心,太阳已落山一个多小时,天空漆黑一片,但运载火箭升到400多千米高空把卫星送入轨道时,进入轨道运行的第三级火箭及卫星仍能受到太阳光的照射。此时在地面人们用肉眼就能看到进入轨道运行的第三级火箭及卫星。
(2)地面目标光照条件的要求。当发射照相侦察卫星、地球资源卫星和中轨道气象卫星时,要求卫星运行轨道下方的地面目标有很好的光照条件,以便于卫星上的可见光遥感器能很好的遥感地面的图像。因此,发射这类航天器的发射窗口都选在白天。
(3)航天器上太阳电池翼光照条件的要求。目前在卫星及载人飞船等航天器上,大多采用太阳能电池供电,当航天器进入轨道时,希望是在地球受到太阳照射的一面,这时太阳电池翼受到阳光的照射,可立即发电供航天器使用。这是发射这类航天器选择发射窗口时要考虑的一个因素。
(4)航天器上姿态测量设备的要求。航天器进入轨道后,需要利用航天器上的姿态测量设备(如红外地平仪,太阳敏感器等)测量航天器的飞行姿态,以便调姿并进入稳定的飞行姿态。航天器上的姿态测量设备工作时,需要航天器、地球和太阳处在一个较好的相对位置,这时测量航天器的飞行姿态精度较高。所以,这也是选择发射窗口要考虑的一个因素。
(5)航天器返回地面时的光照及气象条件的要求。返回式卫星、载人飞船从轨道返回地面时,一般都希望在白天,以便录找落地后的航天器;同时希望气象条件较好、没有大风等恶劣天气,以便于降落伞打开。在选择发射窗口时就要考虑返回时的情况。
另外,卫星轨道精度的要求和目标天体与地球相对位置的要求等,也要求精心选择发射窗口。例如,在向月球、行星和其它星体发射探测器时,必须在地球与被探测的目标天体处在一个有利的相对位置时来发射。不过,发射空间探测器时,发射窗口宽度一般都比较宽,有的能以天计算。
总之,发射窗口是根据航天器本身的要求及外部多种限制条件经综合分析计算后确定的。由于太阳、地球和其他星体的相对位置在不断变化,即使发射同一类型、同一轨道的航天器,其发射窗口也是不固定的。明白了这个道理,人们就不会奇怪,航天器的发射有时在早晨、有时在傍晚、有时在白天、有时在夜里。
一旦由于运载火箭临时出现故障,或由于天气等其他原因,不能按时发射而错过了发射窗口时,则只能等待下一个发射窗口。有的航天器发射,一天之内不止一个窗口,有的只有等几天或更长时间再发射。
转 ???自:《叩开太空之门—航天科技知识问答》