神舟飞船、天舟飞船发射时间窗口的确定是有讲究的,它与中国空间站绕地球飞行的轨道有很大关系,跟发射场的气象条件也有关系,条件不满足不能发射。
我们知道空间站绕着地球飞行,中国空间站的轨道与地球赤道面的夹角约为41.5度,国际空间站的轨道倾角大约是51.6度,由于地球本身也在自转,所以空间站每飞行一圈,它都不会途经地面的同一个地方。
空间站轨道角度
航天器发射之后要与空间站对接,我们需要选择与空间站轨道角度最接近的时间,并且要让它在升空后与空间站的距离最短。这样航天器就能以最少的燃料消耗、花费最短的时间接近空间站。
不然的话,飞船需要消耗很多燃料进行轨道机动,甚至燃料耗尽都追不上空间站。航天发射很昂贵,每次花费数以亿计,科学家会在火箭载荷上“克克计较”,希望“榨干”火箭的载荷能力。神舟飞船的起飞重量跟长征二号F火箭的最大载荷数据基本相同,为的就是尽量送更多的东西上天。这样一来,科学家就需要格外精确地计算发射时间。
在空间站过顶时发射是最快最经济的
天宫空间站大约每三天经过一次酒泉卫星发射中心的上空,神舟飞船的发射窗口往往选择空间站即将从发射场“过顶”的时间,前后误差不超过一两分钟。
2022年11月29日晚11点08分,天宫空间站刚好从发射场上空经过,在这个时间发射长征二号F火箭,就可以用最少的燃料消耗,更快速地完成飞船靠拢、并与空间站完成对接。
神舟十五号将与空间站对接
时间窗口确定之后,再来看发射场的发射条件是不是满足。
我们知道长征二F火箭和神舟十五号飞船的组合体几天前就转移到了发射塔架上,酒泉卫星发射中心也对星箭组合体进行了许多次的测试和发射演练,结果证明飞船和火箭状态良好,随时满足发射要求。
酒泉卫星发射中心地处甘肃内蒙交界的戈壁深处,这里气候干燥,降水稀少,一年中的大部分时间都可以发射火箭。你稍微留意就能发现,这里的发射塔架周围没有高耸的避雷塔,因为这里根本就不会打雷。
温泉卫星发射中心适合航天发射
酒泉的冬天十分寒冷,气温经常低至-20℃以下,因此发射场针对火箭做了若干保温措施。在发射塔架安装有“空调”,提前将火箭燃料调整到合适温度,还给火箭外壳包围了一圈保温泡沫。
火箭上需要保温的部位覆盖了保温材料
我们有时候看航天发射,会发现火箭升空后没多久,外壳就一块块往下掉东西,别担心,这些都是为了发射前保温贴上去的泡沫材料。因为火箭点火之后不再需要保温,这些轻质保温材料粘得不牢,在振动和气流作用下一片一片地脱落。
保温泡沫在发射时脱落
祝神舟十五号发射圆满成功!
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