嫦娥二號升空在即“發射窗口”選擇有學問

　　目前，“嫦娥二號”及長征三號丙運載火箭已“進入”移動塔，技術人員正進行常規測試，在發射之前，還有一個環節至關重要——

　　9月26日，西昌衛星發射基地移動塔向2號固定發射塔靠攏，順利完成了第三次合練的“嫦娥二號”衛星及長征三號丙運載火箭“進入”移動塔，專家和技術人員繼續對“嫦娥”及運載火箭進行常規測試。盡管官方尚未公布發射時間，但已有媒體揣測，該衛星的發射窗口就在10月初。

　　何為發射窗口？發射窗口是指運載火箭發射比較合適的時間范圍，這個范圍的大小也叫做發射窗口的寬度。對于航天器而言，發射窗口的選擇至關重要。

　　確定發射窗口需遵循九項條件

　　科技日報記者從中國運載火箭技術研究院網站了解到，早期火箭的發射窗口是根據光學觀察條件來確定的，發射時間一般選擇在凌晨或傍晚，這時太陽處于地平線的位置上，陽光能照射到火箭，而大地處于比較暗的環境中，產生較大的反差，形成較好的光學觀察條件，以便對火箭飛行進行光學測量研究。

　　應用衛星出現后，衛星對發射條件的要求更為復雜，這時光學觀察條件成為極為次要的條件。由于衛星的功能、用途各不相同，各類衛星對運載火箭發射條件有不同的要求，相應發射窗口也不盡相同。

　　一般來說，發射窗口主要有下列約束條件：太陽照射衛星飛行下方（星下點）地面目標的光照條件（如氣象、資源等衛星）；衛星太陽帆板與太陽光線的相對關系（太陽能電池供電的要求）；衛星姿態測量精度要求的地球、衛星、太陽的幾何關系；衛星溫度控制要求太陽只能照射衛星某些方向；衛星處于地球陰影內時間長短的要求（太陽能電池供電的要求）；著落回收時間的要求（如返回式衛星、載人飛船等）；對衛星軌道面的特定要求（如移動通信衛星星座、軌道交會、軌道攔截等）；地球與目標天體相對位置的要求（如月球探測器、行星探測器等）；其他如地面跟蹤測量條件、氣象條件等。

　　確定發射窗口，實際上是根據約束條件來確定飛行軌道與特定對象（如太陽、月球、交會對象等）之間的相對位置，同時也選擇適當的發射環境條件。

　　各類衛星發射窗口各有規律

　　根據各項約束條件，各類衛星的發射窗口也各有規律。

　　資源衛星、照相偵察衛星、中軌道氣象衛星等，要求對地面目標區域有較好的光照條件，發射窗口要選擇在白天。載人飛船除了要對地觀察外，同時要求在白天返回著落場，因此發射窗口也在白天，其發射窗口寬度則要受到姿態測量和溫控的制約，另外衛星運行區域和載人飛船著落場區的氣象條件也是發射窗口需要考慮的因素。地球同步衛星（包括地球同步通信衛星、地球同步氣象衛星等）的發射窗口主要取決于太陽角、地影、日地張角、地面測量等約束條件，因此它與太陽位置、衛星姿態、軌道、衛星控制方式（自旋穩定方式或三軸穩定方式）、軌道變軌方式、衛星的布局形式以及地面站位置等有關。

　　對不同的衛星即使軌道相同，發射窗口也有可能有較大的差別。一般說，由于發射地球同步衛星時火箭發射段的航程較長，發射點所在的子午面與轉移軌道主軸（軌道近地點與遠地點的連線）的夾角較大，而衛星的變軌操作等都是在轉移軌道的遠地點進行的，如果為了滿足太陽角和日地張角等的約束，遠地點應處在白天環境下，這時地球同步衛星的發射就要在晚間進行。發射窗口寬度一般為1小時左右。

　　對于衛星星座、軌道交會、軌道攔截等發射任務而言，由于要求將衛星送入慣性空間中預定的軌道面，因此對發射時間有更嚴格的要求，發射時間由軌道面在慣性空間中的指向（軌道升交點赤徑）確定，在一天24小時內都有可能。發射窗口的寬度取決于軌道面的誤差要求。

　　月球探測器和行星探測器的發射窗口主要取決于目標天體（月球或行星）的位置，發射必須在地球與目標天體處于一定的相對位置之時間范圍內進行。如果錯過這段時間，地球與目標天體的相對位置發生變化，則相應要調整火箭的發射方位角或飛行路線。

　　“零窗口”發射對火箭可靠性要求更高

　　2007年“嫦娥一號”衛星發射時，“零窗口”一直是關鍵詞之一。所謂“零窗口”，即指在預先計算好的發射時間，分秒不差地將火箭點火升空，不允許有任何延誤與變更。

　　在“零窗口”發射時火箭的發射時間幾乎沒有調整的余地，通常采用定時控制火箭點火的辦法來實現“零窗口”的發射。如果火箭不能準時發射，則要推遲發射，等待下一次發射窗口，甚至要推遲一天或若干天才能發射。所以“零窗口”發射對火箭可靠性提出了更高的要求。

　　中國航天科技集團宇航部部長趙小津在“嫦娥一號”衛星發射前向媒體表示，“嫦娥一號”的發射窗口預留了35分鐘，在這35分鐘內都可以發射。但在最后一分鐘發射與在第一分鐘發射相比，相比衛星燃料將要損失120公斤，這對總共只有1200公斤燃料的“嫦娥一號”是很大的損失，將直接影響其工作時間和工作壽命。如果由于特殊原因在這35分鐘內不能正常發射，就只能取消發射計劃，推遲到第二年重新確定發射窗口。