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航天技術的發展為天文觀測提供了新的手段。運行在近地軌道的哈勃、斯必澤等太空望遠鏡突破了大氣層的阻擋,使天文學家們能夠“原汁原味”地觀測到天體在各個波段發射的信號,而遠赴太陽係邊緣、冥王星軌道的“旅行者”號飛船和“新視野”號飛船,則給天文學家們近距離觀測太陽係行星的機會。近日,中國航天科技集團十一院研究員周偉江透露,我國的火星探測器計劃於2020年發射,目前已完成氣動外形設計,以及氣動力、氣動熱設計工作。
探tan測ce器qi的de發fa射she時shi間jian與yu很hen多duo因yin素su有you關guan,其qi中zhong很hen重zhong要yao的de一yi個ge便bian是shi發fa射she窗chuang口kou。發fa射she窗chuang口kou是shi航hang天tian發fa射she可ke以yi實shi施shi的de時shi間jian範fan圍wei,一yi旦dan航hang天tian器qi的de發fa射she錯cuo過guo了le既ji定ding的de發fa射she窗chuang口kou,就jiu需xu要yao等deng待dai或huo長chang或huo短duan的de一yi段duan時shi間jian後hou,才cai能neng再zai次ci嚐chang試shi發fa射she。那na麼me,發fa射she窗chuang口kou究jiu竟jing是shi如ru何he確que定ding的de,不bu同tong航hang天tian器qi的de發fa射she窗chuang口kou又you有you哪na些xie不bu同tong?
深空航天器:窗口有時百年一遇
duifashechuangkouyaoqiuzuiweikekede,yaoshufeiwanghuoxingshenzhigengyuantaikongdehangtianqi。shoumuqianrenleihangtianjishudexianzhi,zheleihangtianqiyibanyaoxuanzebijiaojieshengranliaohetuilidefangshizaitaikongzhongzhuanyi,wufaxiangyibanrenxiangxiangdenayangkeyizaishizhongdetaikongzhongziyoufeixiang。
以目前開展最多的火星探測為例,要從地球上去往火星,必須通過一條叫做“霍曼轉移軌道”的de橢tuo圓yuan形xing軌gui道dao飛fei行xing。航hang天tian器qi發fa射she升sheng空kong後hou,先xian在zai地di球qiu附fu近jin加jia速su,進jin入ru霍huo曼man轉zhuan移yi軌gui道dao,再zai在zai火huo星xing附fu近jin減jian速su,被bei火huo星xing捕bu獲huo。深shen空kong航hang天tian器qi通tong過guo霍huo曼man轉zhuan移yi軌gui道dao從cong地di球qiu到dao火huo星xing軌gui道dao的de飛fei行xing時shi間jian是shi固gu定ding不bu變bian的de,因yin此ci航hang天tian器qi發fa射she時shi,火huo星xing和he地di球qiu的de相xiang對dui位wei置zhi必bi須xu要yao使shi航hang天tian器qi到dao達da轉zhuan移yi軌gui道dao的de遠yuan日ri點dian時shi,火huo星xing剛gang好hao在zai那na裏li“等待”航天器的到來。這樣的發射時機,大約每26個月才會出現一次。錯過之後,就必須等待下一次發射窗口。
對(dui)於(yu)一(yi)些(xie)更(geng)為(wei)複(fu)雜(za)的(de)航(hang)天(tian)飛(fei)行(xing),為(wei)了(le)節(jie)省(sheng)燃(ran)料(liao),需(xu)要(yao)借(jie)助(zhu)大(da)行(xing)星(xing)等(deng)天(tian)體(ti)的(de)引(yin)力(li)作(zuo)用(yong),為(wei)飛(fei)行(xing)器(qi)加(jia)速(su)。這(zhe)種(zhong)飛(fei)行(xing)被(bei)稱(cheng)作(zuo)借(jie)力(li)飛(fei)行(xing)。借(jie)力(li)飛(fei)行(xing)對(dui)其(qi)他(ta)行(xing)星(xing)位(wei)置(zhi)的(de)要(yao)求(qiu)更(geng)加(jia)苛(ke)刻(ke),因(yin)此(ci)發(fa)射(she)窗(chuang)口(kou)之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隔(ge)就(jiu)更(geng)長(chang)。例(li)如(ru),美(mei)國(guo)“旅行者”號計劃的實施,源於一位工程師發現上世紀七十年代土星、木星、天(tian)王(wang)星(xing)和(he)海(hai)王(wang)星(xing)的(de)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi),使(shi)得(de)一(yi)艘(sou)從(cong)地(di)球(qiu)發(fa)射(she)的(de)探(tan)測(ce)器(qi)能(neng)夠(gou)在(zai)各(ge)個(ge)行(xing)星(xing)附(fu)近(jin)進(jin)行(xing)連(lian)續(xu)的(de)借(jie)力(li)飛(fei)行(xing),探(tan)索(suo)火(huo)星(xing)軌(gui)道(dao)之(zhi)外(wai)所(suo)有(you)的(de)太(tai)陽(yang)係(xi)大(da)行(xing)星(xing)。而(er)同(tong)樣(yang)的(de)探(tan)測(ce)良(liang)機(ji)再(zai)次(ci)出(chu)現(xian),要(yao)等(deng)到(dao)176年之後了。
地球附近的飛行器:根據任務定窗口
為了節省因為變軌而消耗的燃料,航天部門一般希望近地軌道飛行器由火箭發射入軌後,就能在那個軌道上較好地執行任務。資源衛星、照相偵察衛星、zhongguidaoqixiangweixingdeng,yibanyaoqiuweixingfeidaotancemubiaoshangkongshi,mubiaoqiahaochuyujiaohaodeguangzhaotiaojianzhong。zheyang,cainengdedaozhiliangbijiaogaodeguanceshuju。suoyi,zhexieweixingdefashechuangkouyeshigenjuweixing“路過”目標區域的時間倒推出來的,以此來保證衛星對目標區域實施有效覆蓋。
發(fa)射(she)地(di)球(qiu)同(tong)步(bu)軌(gui)道(dao)衛(wei)星(xing)時(shi),由(you)於(yu)衛(wei)星(xing)要(yao)在(zai)近(jin)地(di)軌(gui)道(dao)和(he)地(di)球(qiu)同(tong)步(bu)軌(gui)道(dao)間(jian)的(de)轉(zhuan)移(yi)軌(gui)道(dao)上(shang)滑(hua)行(xing)較(jiao)長(chang)時(shi)間(jian),而(er)轉(zhuan)移(yi)軌(gui)道(dao)遠(yuan)地(di)點(dian)進(jin)行(xing)的(de)變(bian)軌(gui)操(cao)作(zuo)一(yi)般(ban)希(xi)望(wang)在(zai)白(bai)天(tian)進(jin)行(xing),以(yi)滿(man)足(zu)衛(wei)星(xing)工(gong)作(zuo)對(dui)太(tai)陽(yang)角(jiao)和(he)日(ri)地(di)張(zhang)角(jiao)的(de)要(yao)求(qiu)。按(an)照(zhao)衛(wei)星(xing)在(zai)轉(zhuan)移(yi)軌(gui)道(dao)上(shang)的(de)飛(fei)行(xing)時(shi)間(jian)反(fan)推(tui)後(hou),得(de)到(dao)的(de)發(fa)射(she)窗(chuang)口(kou)一(yi)般(ban)在(zai)夜(ye)間(jian),發(fa)射(she)窗(chuang)口(kou)的(de)寬(kuan)度(du)在(zai)1xiaoshizuoyou,cuoguohoujiuyaodengdaidiertian。zaifashetanyuefeichuanshi,zaifeixingguochengzhongyaozhixingjicifuzadebianguicaozuo。zaiciqijian,feichuanbixuchuyudimianzhandeyouxiaocekongfanweinei,laibaozhengbianguidejingquewancheng,zheyeduifashechuangkoudexuanzezuochulexianzhi。
載人航天交會對接:零窗口發射最精確
神舟八號、天(tian)舟(zhou)一(yi)號(hao)等(deng)為(wei)載(zai)人(ren)航(hang)天(tian)服(fu)務(wu)的(de)飛(fei)行(xing)器(qi),在(zai)發(fa)射(she)時(shi)都(dou)實(shi)現(xian)了(le)零(ling)窗(chuang)口(kou)發(fa)射(she)。所(suo)謂(wei)零(ling)窗(chuang)口(kou),是(shi)指(zhi)根(gen)據(ju)計(ji)算(suan)好(hao)的(de)發(fa)射(she)時(shi)間(jian),分(fen)秒(miao)不(bu)差(cha)地(di)將(jiang)飛(fei)船(chuan)發(fa)射(she)到(dao)太(tai)空(kong)中(zhong)去(qu),而(er)不(bu)像(xiang)其(qi)他(ta)發(fa)射(she)那(na)樣(yang),在(zai)一(yi)段(duan)或(huo)長(chang)或(huo)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)均(jun)可(ke)發(fa)射(she)。這(zhe)些(xie)飛(fei)船(chuan)發(fa)射(she)到(dao)太(tai)空(kong)中(zhong)後(hou),要(yao)與(yu)天(tian)宮(gong)一(yi)號(hao)、二號等飛行器實現交會對接。
要(yao)使(shi)兩(liang)個(ge)在(zai)太(tai)空(kong)中(zhong)高(gao)速(su)飛(fei)行(xing)的(de)航(hang)天(tian)器(qi)準(zhun)確(que)相(xiang)遇(yu),又(you)不(bu)在(zai)中(zhong)途(tu)耗(hao)費(fei)過(guo)多(duo)燃(ran)料(liao)修(xiu)正(zheng)軌(gui)道(dao),就(jiu)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)零(ling)窗(chuang)口(kou)發(fa)射(she)這(zhe)種(zhong)極(ji)其(qi)精(jing)確(que)的(de)發(fa)射(she)方(fang)式(shi)。零(ling)窗(chuang)口(kou)發(fa)射(she)並(bing)非(fei)時(shi)間(jian)一(yi)到(dao)就(jiu)按(an)動(dong)發(fa)射(she)按(an)鈕(niu)那(na)麼(me)簡(jian)單(dan)。由(you)於(yu)火(huo)箭(jian)在(zai)起(qi)飛(fei)前(qian)要(yao)進(jin)行(xing)加(jia)注(zhu)燃(ran)料(liao)、huojianzhuangtaijianzhadenggongzuo,cunzaixiexubuzhengchangxianxiangjiuyaopaichuyichang。xiangchangzhengqihaozhezhongshiyongdiwenranliaodexinxinghuojian,ranliaobunengtaizaojiazhujinhuojian,yingbianyichangqingkuangdeyudigengxiao,lingchuangkoufashedenanduyejiugengdale。jicilingchuangkoufashedechenggong,zaiyidingchengdushangtixianlewoguohangtianjishudefazhan。

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