词条 | 发射窗口 |
释义 | § 简介 发射窗口是指允许发射航天器的时间范围 发射窗口(Launch window )是指允许发射航天器的时间范围。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。 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。选择适当的发射时段可以节省发射能量。发射窗口的选择是一个系统综合问题,一般应按优劣次序排出几个发射窗口供发射前选用。[1] § 限制条件 影响发射窗口的外界条件有: 天体运行轨道条件 以探测太阳系内某一天体(月球、行星、慧星)为目的的空间探测器要与目标天体接近或相遇,必须在地球与目标天体处于一定的相对位置之前和之后的某个时间区间内瞄准正在运动的目标天体发射,这个时间区间就是发射窗口。如错过这段时间,地球与目标天体的相对位置发生变化,发射窗口和飞行路线也随之改变。 航天器的轨道要求 近地轨道航天器的空间交会对接、用多颗非静止轨道的通信卫星和导航卫星组成专用网,都必须根据轨道分布的要求,按照严格规定的时间范围发射。 航天器的工作条件要求 执行各种使命的地球应用卫星往往要求卫星-地球-太阳之间有一定的相对位置,而且卫星有特定的姿态,以保证卫星上的设备能正常工作和完成预定的任务。例如,要求太阳光以一定的方向照射卫星,以保证太阳电池正常供电并使卫星的内部保持适宜的温度,以及保证姿态控制系统正常工作。地球资源卫星、照相侦察卫星要求目标区域有较好的地面光照条件。太阳同步轨道卫星则要求长期不进入地影。这些要求条件都对发射时机构成一定的限制。 其他条件 如发射方向、地面跟踪测控和气象等。在进行航天器轨道设计时,必须将所有对发射时间的限制条件逐项加以计算,通过综合分析,确定这一项航天任务的发射窗口,为航天器和地面设备的研制计划、发射方案和发射程序的安排提供依据。 § 影响因素 发射窗口的也受到气候因素的影响 发射窗口的确定是火箭、飞船和发射场联合进行的重要工作,而在发射窗口中选择发射时机则是发射场的重要任务。 发射时机的选择受到各种因素的影响,除了火箭、飞船的研制进度外,影响发射时机的主要因素包括四个方面: 1.要考虑火箭、飞船发射气象条件的影响,即根据天气预报情况,选择满足火箭、飞船发射要求的时机。 2.要根据火箭、飞船、发射场、测控等系统的实际准备情况,将发射时间定在各系统满足发射条件后的时段。 3.要考虑地面跟踪测量系统的工作条件要求,比如远洋测量船工作海域的天气情况、海浪情况,发射场光学测量设备的能见度、太阳角度等。 4.要考虑发射场、着陆场对航天员搜救的要求,如选择的发射时机要有利于救生的准备、落点的预报和搜索,着陆场不能有大风、沙尘、雷电等恶劣天气。[2] § 种类 天宫一号发射窗口在2011年9月27日至30日,最终确定为29日晚21∶20-21∶30。 就航天任务来说,有三种发射窗口,即年计窗口、月计窗口和日计窗口。此外,发射时为了精准实现对接,还涉及零窗口的提法。 年计窗口 它是以指定的某一年内连续的月数形式表示,适用于星际探测任务,如发射对哈雷彗星进行探测的彗星探测器。 月计窗口 以确定的某个月内连续的天数形式表示,适用于行星和月球探测任务,如发射月球探测器。 日计窗口 以某日内某时刻到另一时刻的形式表示,适用于各种航天器。 对于航天器发射,可能要同时计算三种或两种发射窗口,但最终是以日计窗口的形式来决定。对于一般卫星和导弹的发射,只需规定日计发射窗口。对于发射月球探测器,通常要规定月计和日计发射窗口。对于发射哈雷彗星探测器和其他星际探测器,一般要同时规定年计、月计和日计发射窗口。[3] 零窗口 指在预先计算好的发射时间,分秒不差地将火箭点火升空,不允许有任何延误与变更。 如在天宫一号发射中,为了完成对接,要求神舟八号飞船发射到与天宫一号共面的轨道,这对火箭入轨精度提出了很高的要求。要求火箭在天宫一号经过发射点后某一秒准时点火起飞,否则就会错过与我对接的时机。这就是“零窗口”要求的起因。[3] |
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