衛星發射視窗

何為發射視窗？發射視窗是指運載火箭發射比較合適的時間範圍，這個範圍的大小也叫做發射視窗的寬度。對於太空飛行器而言，發射視窗的選擇至關重要。

基本介紹

• 中文名：衛星發射視窗
• 外文名：Satellite launch window
• 含義：運載火箭發射比較合適的時間範圍
• 又叫：發射視窗的寬度

定義

雖然發射視窗的長度有一定時間，但在該發射視窗的前點和後點發射，效果不一樣。

發射視窗一般情況下不會改變，但也不是絕對的，氣象如不幫忙，時間將調整。“嫦娥二號”發射視窗選在10月1日至3日，是綜合考慮上述因素所作的科學選擇，與國慶節重疊，只是一個巧合。

發射視窗的約束

確定發射視窗遵循九項條件

早期火箭的發射視窗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，這時太陽處於地平線的位置上，陽光能照射到火箭，而大地處於比較暗的環境中，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。

套用衛星出現後，衛星對發射條件的要求更為複雜，這時光學觀察條件成為極為次要的條件。由於衛星的功能、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，相應發射視窗也不盡相同。確定發射視窗遵循九項條件

一般來說，發射視窗主要有下列約束條件：1、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）；2、衛星太陽帆板與太陽光線的相對關係（太陽能電池供電的要求）；3、衛星姿態測量精度要求的地球、衛星、太陽的幾何關係；4、衛星溫度控制要求太陽只能照射衛星某些方向；5、衛星處於地球陰影內時間長短的要求（太陽能電池供電的要求）；6、著落回收時間的要求 （如返回式衛星、載人飛船等）；7、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）；8、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）；9、其他如地面跟蹤測量條件、氣象條件等。

確定發射視窗，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。

太空梭需要在出現問題時將太空人安全地送回地面，這對發射視窗的選擇是一個極為重要的因素。太空人必須能夠抵達一個安全的著陸區域，與在此區域內待命的救援人員會合。對於其他類型的飛行（包括行星間探索），發射視窗必須使飛行器可以沿著最有效率的路線到達非常遙遠的目的地。如果天氣惡劣或在發射視窗期間出現故障，飛行必須推遲，直到出現下一個適宜飛行的發射視窗時再發射。如果發射衛星的當天天氣良好，但發射時間不對，那么衛星的最終運行軌道很可能不會經過任何目標用戶的上空。時機意味著一切！

各類衛星發射視窗各有規律

根據各項約束條件，各類衛星的發射視窗也各有規律。對不同的衛星即使軌道相同，發射視窗也有可能有較大的差別。一般說，由於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。發射視窗寬度一般為1小時左右。

對於衛星星座、軌道交會、軌道攔截等發射任務而言，由於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。發射視窗的寬度取決於軌道面的誤差要求。

月球探測器和行星探測器的發射視窗主要取決於目標天體（月球或行星）的位置，發射必須在地球與目標天體處於一定的相對位置之時間範圍內進行。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”視窗

“零視窗”發射要求更高

從理論上講，火箭在發射視窗升空並將衛星送入預定軌道，都是成功。“所謂的‘零視窗’，可以看成是在定好的發射時間正負一秒內發射出去。但一般來說，‘零視窗’其實也有一定時間寬度，要瞄準視窗前沿發射。這樣的準點發射，送到軌道後衛星變軌時效率更高，更節省燃料，後續的工作也會更加順利。

10月1日18時59分57秒，嫦娥二號零視窗發射

在“零視窗”發射時火箭的發射時間幾乎沒有調整的餘地，通常採用定時控制火箭點火的辦法來實現“零視窗”的發射。“零視窗”的發射。“零視窗”追求“零失誤、零差錯、零故障、零缺陷、零遺漏”。實現“零視窗”要闖過道道難關。火箭發射是一個複雜的系統工程，數萬台套設備要進行故障排查、風險分析和操作實驗，上千個崗位要進行協調配合，任何一台設備發生故障，任何一個崗位出現疏忽，甚至有的操作手哪怕是打個噴嚏，“零視窗”都會擦肩而過。

為確保零視窗進行發射，發射中心必須按照質量體系要求高標準進行保障工作，首先是人員上有保障，其次是設備上的保障，再次是對各種系統的實驗文書的規範，另外還有指揮系統軟體、衛星和火箭軟體等各個軟體的保障。要求我們氣象系統對發射視窗的雷電、降水、溫度、風力風向和雲量等氣象要素進行精準、細緻的預報，如果火箭不能準時發射，則要推遲發射，等待下一次發射視窗，甚至要推遲一天或若干天才能發射。所以“零視窗”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”的發射視窗預留了35分鐘，在這35分鐘內都可以發射。但在最後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。如果由於特殊原因在這35分鐘內不能正常發射，就只能取消發射計畫，推遲到第二年重新確定發射視窗。“嫦娥二號”在“零視窗”發射，可節省180公斤燃料，在軌試驗時間將大大延長。3年前，“嫦娥一號”衛星系統總指揮兼總設計師葉培建，與發射場系統總指揮、西昌衛星發射中心主任李尚福有個“秘密約定”：“你要是能讓火箭在‘零視窗’成功發射，我就保證讓‘嫦娥一號’實現可控撞月！”如今，這個秘密約定已成為一段動人佳話。