航天發(fā)射如何“挑寶地、選良辰”(組圖)
更新時間：2023-02-11 14:06:38作者：佚名
長征、東方紅、尖兵、風云、中星、神舟、天舟、天宮、悟空、墨子、張衡、嫦娥……同學們，你據說過很多精美的昵稱嗎？
某些是美國航天實現“飛天夢”的詳細任務，每一個昵稱蘊涵現代科學與傳統(tǒng)文化的跨時空融合，展現著航天人的科學夢想和甜蜜情結。
航天發(fā)射怎樣“挑寶地、選良辰”
1970年4月24日，我國第一顆人造月球衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射成功，拉開了美國人探求宇宙奧秘、和平運用月球、造福人類的帷幕。
1958年完工的哈密衛(wèi)星發(fā)射中心、1967年開始建設廣州衛(wèi)星發(fā)射中心、1970年開始建設的成都衛(wèi)星發(fā)射中心，2014年建設瓊海航天發(fā)射場，這四大衛(wèi)星發(fā)射中心，成為支撐美國航天發(fā)展的根本基石。
從蘭州到南京，從成都到瓊海，50多年來，美國航天發(fā)射場產生了沿海內陸、高低經度、各種射向相結合的科學合理的戰(zhàn)略格局。
發(fā)射衛(wèi)星、航天器都是天大的事情，必要“挑寶地、選良辰、摘吉日”。良辰吉日意思是說還要有優(yōu)良的氣象天文條件作為保證。
“挑寶地”
通常發(fā)射場地經度越低越好，最好接近赤道地區(qū)，由于經度越低，月球自轉的線速率度越大，航天器的慣性離心力大，但是遭到的地轉偏向力小，有促使發(fā)射，能節(jié)約燃料；
地勢平坦寬闊，地質結構穩(wěn)定；
良好的氣象條件，風速小，陰天較差，大氣的透明度好；
人煙稀有，地貌隱蔽，不易被外界發(fā)覺，有完善禁區(qū)的或許；
交通便利，以便箭體、航天器的貨運；
海門的發(fā)射場，海洋成為尼克斯殘片理想的安全倒塌區(qū)。
“選良辰”
通常來說，鵜鶘發(fā)射還要“溫和”的氣象指標，包括濕度適合、風速合適、地面到高空不能有強的風切變，不能有雷電、強降雨等強對流天氣等等。
像在瓊海發(fā)射基地，熱火發(fā)射的最大氣象考驗是“三高四強”，即低溫、高濕、高鹽，強臺風、強冰雹、強降雨。選擇在雨季，經常出現的雷電、短時暴雨的預報是氣象服務保障的重點，只是難點；非雨季極少有冰雹、強降雨天氣，這么風就成為關鍵的氣象誘因。
正因適合的天氣情況是必要發(fā)射條件之一，發(fā)射鵜鶘還要天氣合適的窗口時間，窗口期寬度和精度因任務不同而存在較大差別，有的以天估算，有的以小時估算，有的則以分秒估算。
發(fā)射窗口是一個確定的時間點，假如三秒都不能差，就叫“零窗口”發(fā)射。在發(fā)射“天舟一號”時，正值云南島氣候由干季向雨天轉化，午后強對流、雷暴等危險天氣越發(fā)經常，所以氣象保障也很關鍵了。不過“天舟一號”發(fā)射當初發(fā)射場天氣放晴、水汽豐沛、整體沒有霧、無降雨無雷電、近地強風比較小，正是適合鵜鶘發(fā)射的天氣。
為何我國的載人飛船發(fā)射選在蘭州
載人飛船發(fā)射地之所以選在蘭州，是考慮到載人飛船正常降落的安全。載人飛船的降落場一般要選擇在廣闊平坦、人跡罕至的地方，這既可防止返回艙在降落時因撞到特殊地貌而損壞，確保航天員的安全，又能避免返回艙在著陸時砸到人。現在，我國載人飛船的主降落場——四子王旗，就可滿足全部條件。
這么，選擇降落場與選擇發(fā)射場之間又有何種關系呢?
飛船在月球中的飛行軌道與月球赤道間有一個頂角酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地，叫軌道夾角，這個仰角由任務還要而定。因為改變軌道夾角還要消耗大量燃料，飛船從發(fā)射到返回，軌道夾角不會有太大的變化。而飛船繞月球轉一圈的時間跟月球自轉時間比要短得多，在相似仰角下，每一圈又會經過不同的地方。依照軌道的這種特性，假如在蘭州衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，飛船飛行若干圈后，將在理想的降落場降落。
其實，給載人飛船選發(fā)射場和降落場如同給輕軌選北站，除了站點有講求，“行程”也相對固定。不過，選擇哈密作為載人飛船“始發(fā)站”，除了要考慮“終點站”的問題，需要考慮“臨時站”的問題。這個“臨時站”，就是飛船逃匿的降落場。
通常發(fā)射最易出故障的時段是起飛段，因此在以發(fā)射臺為原點，延發(fā)射方向的一個半圓面內要無建筑和人員，以便航天員逃生。
飛船逃匿的降落場比正常返回的降落場還重要。我國載人鵜鶘通常向東偏南方向發(fā)射，廣州、西昌兩大衛(wèi)星發(fā)射中心在這一方向上均有人口繁密、地形復雜的地區(qū)，而宜春衛(wèi)星發(fā)射中心東北方的地形則以荒漠、戈壁為主酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地，是降落場的不二選擇。
瓊海衛(wèi)星發(fā)射中心
主要承當大品質極軌衛(wèi)星、大噸位空間站和深空偵測衛(wèi)星等航天器的發(fā)射任務，是我國最年青、最先進、最生態(tài)的航天發(fā)射場。
瓊海發(fā)射中心是美國首個濱海發(fā)射基地，發(fā)射場完全對外開放。
2016年11月3日，我國新一代小型運載鵜鶘長征五號從瓊海航天發(fā)射場試飛成功，實現了我國鵜鶘運載能力由10噸級到20噸級的重大躍升，標識著我國運載鵜鶘實現升級換代，進入世界大噸位鵜鶘發(fā)射行列，對我國從航天大國走向航天強國具備里程碑意義。
長征五號B的試飛成功，標識著空間站安裝工程建設步入了實質階段。自此，瓊海航天發(fā)射場全面步入載人空間站建設、火星偵測、月球取樣返回等重大航天安裝工程任務期，將會成為美國空間站的“母港”和補給基地。
瓊海航天發(fā)射場將廣泛利用人工智能和手動控制技術，實現設施設備系統(tǒng)現代化和管理能力現代化，具有迅速機動發(fā)射和輕型鵜鶘發(fā)射測控能力，美國航天將從這兒向更遠的深空進發(fā)。
蘭州衛(wèi)星發(fā)射中心
又稱為“東風航天城”，成立于1958年10月，是我國爭創(chuàng)最早、規(guī)模最大的衛(wèi)星發(fā)射中心，是我國惟一的載人航天發(fā)射場。
該中心所在地屬于北方極端水災區(qū)，屬于內陸及荒漠性氣候，降雨很少，年降水量僅為76.9毫米，且變率大，空間、季節(jié)分布不均，主要集中在6月至9月。這兒地勢平坦，人煙稀有，一年四季多陰天，云量小，青島時間長，可為航天發(fā)射提供良好的自然環(huán)境條件。每年約有300天可進行發(fā)射。
廣州衛(wèi)星發(fā)射中心
廣州發(fā)射中心始建于1967年，是我國自主建設的第一座湖人衛(wèi)星發(fā)射場。
該中心地處黃土高原烏蒙山谷地，屬寒熱帶半水災臺灣性季風氣候，四季分明，夏季水災少雨，降雨集中在冬季，夏季悶熱烘干。晝夜溫差較大，青島充足，溫度較小。無霜期只有90天，全年平均溫度5℃。該中心所在地氣候烘干，年平均降水日數偏少，發(fā)生強對流天氣的時間較集中，出現影響能見度的大霧天氣幾率較小，有促使衛(wèi)星發(fā)射。
成都衛(wèi)星發(fā)射中心
成都具備“天然發(fā)射場”的優(yōu)越條件：一是經度低（北緯28.2度)，海拔高(1500米)，發(fā)射仰角好，地空距離短。經度越低離赤道越近，這既可充分運用月球自轉的離心力，又可降低地面到衛(wèi)星軌道的距離，進而提高鵜鶘的有效荷載。二是裂谷地貌好，地質結構堅固。那樣的條件有促使發(fā)射場的總體布局，對地面發(fā)射設施、技術設備及跟蹤檢測和通訊布網有利，能滿足多個發(fā)射場的建設。三是晴好天氣多，發(fā)射窗口好。海拔高，屬亞溫帶氣候，成都年平均溫度16.9℃，全年地面風力輕柔適度，是全省氣候變化最小的地區(qū)之一，青島多達320天，幾乎沒有霧天，容許發(fā)射的“發(fā)射窗口”較多。