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航天器發射後會發生什麼

生活 更新时间:2025-02-14 22:21:40

7月24日下午,長征五号B遙三運載火箭成功将問天實驗艙送入預定軌道,順利完成狀态設置,并于北京時間2022年7月25日3時13分,成功對接于天和核心艙前向端口,整個交會對接過程曆時約13小時,整個任務取得了圓滿成功。

航天器發射後會發生什麼(為什麼發射航天器會有發射窗口一說)1

據了解,問天實驗艙軸全長17.9米,艙體最大直徑4.2米,發射質量23噸,是我國迄今為止發射質量最大的單體航天器。除此之外你應該還聽說了一個詞---“零窗口”,那麼零窗口是啥意思?窗口又是啥?

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發射窗口是指允許火箭發射比較合适的一個時間範圍。這個範圍的大小也叫做發射窗口的寬度。簡單來講就是我們的航天器在這個時間範圍内發射可以順利進入預定軌道,完成相關科學實驗。發射窗口的确定,通常需要考慮航天器的運行軌道、航天器的工作條件、天體運行條件、空間碎片規避、地面跟蹤測控通信和氣象要求等因素。

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常見的發射窗口時間有以下幾種:

以年為單位的發射窗口:它是以指定的某一年内連續的月數形式表示,此類發射窗口主要針對宇宙探索,比如我們要發射火星探索衛星,我們需要等火星與地球距離比較近的時間段進行發射,通常每26個月才能有一次機會。如果此時發射可以節省大量燃料,并且發射總耗費時間也會得到極大縮減,提升探索效率。

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以月為單位的發射窗口:以确定的某個月内連續的日數形式表示,适用于行星和月球探測任務,主要針對探月工程。我們都知道月球繞地球一圈時間約為27天,因此繞月探索的航天器發射周期可以做到每月一次。比如我國嫦娥系列探測器基本上都是在月初或月末進行發射。

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以天為單位的發射窗口:以某日内某時刻到另一時刻的形式表示,适用于衛星、飛船和空間站等航天器的發射。對于一般的衛星,隻要發射時發射場氣候條件滿足要求、軌道傾角滿足要求即可進行發射,窗口時間一般較為寬。但是對于載人航天工程,因為要考慮到交會對接、航天員逃生系統正常使用等等一系列因素,所以載人航天的發射窗口一般較為精确。

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那這次的零窗口是什麼意思呢?簡單來講就是問天實驗艙如果正好在22分22秒點火發射,待航天器進入預定軌道并進行某些變軌步驟後剛好在同一時間、以相同速度在空間的同一點能遇到天和核心艙,并可以迅速進行交會對接。因此這種對交會對接時間要求極其嚴格的發射窗口叫做“零發射窗口”意味着火箭點火起飛的時間和預定發射時間的偏差不能超過一秒。

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聽起來是不是感覺沒有那麼難,不就是倆物體正好在某一位置相遇嗎?但實際上這個難度是十分大的。打個比方,小汽車A在高速路上以100 km/h速度行駛,并且車尾有一個筆帽,這時你開着車頭綁有簽字筆的小汽車B從某一入口進入高速追趕A,等追上A之後需要控制小汽車B慢慢靠近A,并使簽字筆插在筆帽中,并且過程中A、B小汽車均不減速,筆帽也不能發生損壞。這時候你再想是不是難度一下就飛升了。而且航天器在太空中的速度可以達到7.8千米每秒,遠非小汽車速度可比。

此外,發射窗口的選擇受到各種因素的影響,除了火箭、飛船的研制進度外,影響發射時機的主要因素包括以下幾個方面:

(1)考慮火箭、飛船發射氣象條件的影響,即根據天氣預報情況,選擇滿足火箭、飛船發射要求的時機。

(2)根據火箭、飛船、發射場、測控等系統的實際準備情況,将發射時間定在各系統滿足發射條件後的時段。

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(3)考慮地面跟蹤測量系統的工作條件要求,比如遠洋測量船工作海域的天氣情況、海浪情況,發射場光學測量設備的能見度、太陽角度等。

(4)考慮發射場、着陸場對航天員搜救的要求,如選擇的發射時機要有利于救生的準備、落點的預報和搜索,着陸場不能有大風、沙塵、雷電等惡劣天氣。

所以,航天工程是一項系統、複雜且嚴謹的工作,任何一點因素都需要考慮在内,一切皆為航天任務的順利完成。為我國的航天事業點贊,為我國辛勤工作的航天工作者點贊。

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