为什么很多卫星晚上发射？卫星发射窗口解读

来源：狂想曲作者：狂想曲发布时间：2019-05-14 14:13:01

　　向太空中发射人造卫星早已不是什么新鲜事了，几乎每个国家都会发射自己的人造卫星，中国自然也不例外。不过不知道大家注意到了没有，大多数卫星发射的时间都是晚上，这是什么原因呢?为什么会出现这种情况?一起来和小编了解一下吧。

　　为什么很多卫星晚上发射？

　　据有关专家介绍,航天发射是一项极其复杂和庞大的系统工程,飞船发射时机的选择要考虑到各种各样可能影响到发射的因素,其中,气象因素往往是最关键最直接的决定性因素.在综合考虑判断的基础上,最终确定下来的一天中的某一个时间段会作为飞船发射的时机,这个时间段被称为“发射窗口”.

　　选定航天器发射升空的时间是很有讲究的。由于运载火箭运载能力的限制，它装载的蓄电池容量有限，如果卫星到达数万公里的高空时，太阳正好以最大的夹角照在一万多块太阳能蓄电池上，使太阳能电池接替蓄电池工作，这样卫星就获得了取之不尽、用之不竭的能源。但是若不在晚上这个最佳时段发射卫星，卫星上天后就不能以最佳角度接受太阳能源，卫星也就无法开展正常工作了。另一方面发射窗口之所以选择在夜晚而不是白天，也是为了让地面的光学跟踪测量设备捕捉到跟踪目标。道理很简单，在漆黑的夜空中，喷射着火焰向太空飞行的运载火箭非常显眼和突出。

　　为什么有的卫星在前半夜发射，而有的卫星在后半夜发射呢?这与发射的卫星的类型以及卫星设定的轨道和地球距离有关。如果人造卫星转移轨道的远地点小，发射的时间就应该早些，反之发射的时间就可以晚些。我国的“风云二号”气象卫星轨道高度是35800公里，发射时间选在晚上8时多，“神舟4号”飞船的轨道高度更高些，它的发射时间就定在凌晨1时。因为卫星的高度高，接受太阳最大角度照射的时间就可提前些，太阳能电池的功能也就早一些发挥作用了。

　　我国人造卫星的发射时间一般在晚间7时至9时之间。因为火箭上装载蓄电池的容量有限,卫星到达35800千米高空时,太阳正好以最大的夹角照在1万多块太阳能蓄电池上,使太阳能电池接替蓄电池工作,卫星测获得了充足的能源。如果不在晚间这个时段发射卫星,卫星上天后就不能以最佳角度接受太阳能源,卫星也就无法正常工作了。

　　卫星发射窗口解读

　　何为发射窗口?发射窗口是指运载火箭发射比较合适的时间范围，这个范围的大小也叫做发射窗口的宽度。对于航天器而言，发射窗口的选择至关重要。

　　虽然发射窗口的长度有一定时间，但在该发射窗口的前点和后点发射，效果不一样。

　　发射窗口一般情况下不会改变，但也不是绝对的，气象如不帮忙，时间将调整。“嫦娥二号”发射窗口选在10月1日至3日，是综合考虑上述因素所作的科学选择，与国庆节重叠，只是一个巧合。

　　确定发射窗口遵循九项条件

　　早期火箭的发射窗口是根据光学观察条件来确定的，发射时间一般选择在凌晨或傍晚，这时太阳处于地平线的位置上，阳光能照射到火箭，而大地处于比较暗的环境中，产生较大的反差，形成较好的光学观察条件，以便对火箭飞行进行光学测量研究。

　　应用卫星出现后，卫星对发射条件的要求更为复杂，这时光学观察条件成为极为次要的条件。由于卫星的功能、用途各不相同，各类卫星对运载火箭发射条件有不同的要求，相应发射窗口也不尽相同。确定发射窗口遵循九项条件

　　一般来说，发射窗口主要有下列约束条件：1、太阳照射卫星飞行下方(星下点)地面目标的光照条件(如气象、资源等卫星);2、卫星太阳帆板与太阳光线的相对关系(太阳能电池供电的要求);3、卫星姿态测量精度要求的地球、卫星、太阳的几何关系;4、卫星温度控制要求太阳只能照射卫星某些方向;5、卫星处于地球阴影内时间长短的要求(太阳能电池供电的要求);6、着落回收时间的要求 (如返回式卫星、载人飞船等);7、对卫星轨道面的特定要求(如移动通信卫星星座、轨道交会、轨道拦截等);8、地球与目标天体相对位置的要求(如月球探测器、行星探测器等);9、其他如地面跟踪测量条件、气象条件等。

　　确定发射窗口，实际上是根据约束条件来确定飞行轨道与特定对象(如太阳、月球、交会对象等)之间的相对位置，同时也选择适当的发射环境条件。

　　航天飞机需要在出现问题时将宇航员安全地送回地面，这对发射窗口的选择是一个极为重要的因素。宇航员必须能够抵达一个安全的着陆区域，与在此区域内待命的救援人员会合。对于其他类型的飞行(包括行星间探索)，发射窗口必须使飞行器可以沿着最有效率的路线到达非常遥远的目的地。如果天气恶劣或在发射窗口期间出现故障，飞行必须推迟，直到出现下一个适宜飞行的发射窗口时再发射。如果发射卫星的当天天气良好，但发射时间不对，那么卫星的最终运行轨道很可能不会经过任何目标用户的上空。时机意味着一切!

　　各类卫星发射窗口各有规律

　　根据各项约束条件，各类卫星的发射窗口也各有规律。对不同的卫星即使轨道相同，发射窗口也有可能有较大的差别。一般说，由于发射地球同步卫星时火箭发射段的航程较长，发射点所在的子午面与转移轨道主轴 (轨道近地点与远地点的连线)的夹角较大，而卫星的变轨操作等都是在转移轨道的远地点进行的，如果为了满足太阳角和日地张角等的约束，远地点应处在白天环境下，这时地球同步卫星的发射就要在晚间进行。发射窗口宽度一般为1小时左右。

　　对于卫星星座、轨道交会、轨道拦截等发射任务而言，由于要求将卫星送入惯性空间中预定的轨道面，因此对发射时间有更严格的要求，发射时间由轨道面在惯性空间中的指向(轨道升交点赤径)确定，在一天24小时内都有可能。发射窗口的宽度取决于轨道面的误差要求。

　　月球探测器和行星探测器的发射窗口主要取决于目标天体(月球或行星)的位置，发射必须在地球与目标天体处于一定的相对位置之时间范围内进行。如果错过这段时间，地球与目标天体的相对位置发生变化，则相应要调整火箭的发射方位角或飞行路线。