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在發(fā)射火箭和航天器時，常常提到“發(fā)射窗口”。

那么，什么是發(fā)射窗口呢？發(fā)射窗口其實就是允許火箭和航天器發(fā)射的時間范圍，這個范圍的大小也叫做發(fā)射窗口的寬度。窗口有寬有窄，寬的以小時計，甚至以天計，窄的只有幾十秒鐘，甚至為零。對于航天器而言，發(fā)射窗口的選擇至關重要。如果未能在此“窗口”發(fā)射，則必須等待下一次的發(fā)射窗口。

不同的發(fā)射任務，發(fā)射窗口不同。如果發(fā)射的航天器只要求進入地球的任意軌道即可，那么幾乎任何時間皆可發(fā)射；如果發(fā)射的航天器必須與在軌的太空站或其他航天器會合，則發(fā)射時間必須控制在目標物的軌道平面通過發(fā)射地點的時候，這樣兩個航天器在同一個軌道平面中飛行，較容易會合。如果要抵達其他行星，使用簡單、低能量的霍曼轉移軌道的話，兩次發(fā)射窗口的間隔便是兩顆行星的會合周期。

例如，發(fā)射火星探測器，火星與地球的會合周期是780天，火星探測器應在火星與地球相會的前后發(fā)射。這就是說，不能隨時向火星發(fā)射探測器，向火星發(fā)射探測器的“窗口”相隔2年零2個月。由于太陽、地球和其他星體的相對位置在不斷變化，即使發(fā)射同一類型、同一軌道的航天器，發(fā)射窗口也是不固定的。

霍曼轉移軌道：

在太空動力學中，霍曼轉移軌道（Hohmann transfer orbit）是一種變換航天飛行器軌道的方法，途中只需兩次引擎推進，就可以讓飛行器到達預定軌道，相對地節(jié)省燃料。此種軌道操縱名稱來自德國物理學家瓦爾特·霍曼（Walter Holman）。

發(fā)射窗口的類型

航天器的發(fā)射窗口一般有三種類型。分別是年計窗口、月計窗口、日計窗口。

年計窗口即確定某年中連續(xù)允許發(fā)射的月份，適用于行星際探測任務，如發(fā)射哈雷彗星探測器。月計窗口即確定某個月內可以連續(xù)發(fā)射的天數(shù)，適用于行星和月球探測任務，如發(fā)射月球探測器、載人火星探測等。日計窗口即確定某天內可以發(fā)射的時刻范圍，適用于衛(wèi)星、飛船和空間站等航天器的發(fā)射。

選擇年計和月計發(fā)射窗口，主要是考慮星體與地球的運行規(guī)律，目的是為了節(jié)省發(fā)射能量；選擇日計發(fā)射窗口需要考慮的因素就比較多，通常有：航天器與運載火箭對發(fā)射環(huán)境條件的要求，測量控制系統(tǒng)中各種測控設備對發(fā)射時段的要求，技術服務系統(tǒng)（如通信、時間統(tǒng)一等）對最佳和最不利發(fā)射時段的制約，運載火箭的飛行航區(qū)對氣象的要求，航天器入軌后必須最大限度地吸收大陽的能量等。

實施航天器發(fā)射時，不能只計算一個發(fā)射窗口，可能要同時計算兩種或三種發(fā)射窗口。無論哪種發(fā)射窗口，事先都要選擇幾個，供發(fā)射指揮員機動決策。對于一般衛(wèi)星和導彈的發(fā)射，只需選擇日計發(fā)射窗口。對于發(fā)射星際探測器（如彗星探測器）、宇宙飛船、太空站和航天飛機等，通常要同時選擇年計、月計和日計發(fā)射窗口。但航天器最終的發(fā)射時間總是由日計發(fā)射窗口確定的。

對運載火箭本身來說，沒有太嚴格的發(fā)射窗口限制，什么時間發(fā)射都可以。不過，在進行運載火箭發(fā)射試驗時，為了使反射陽光的箭體與背景天空形成較大的反差，跟蹤測量和觀察效果比較好，一般選在傍晚或黎明前發(fā)射。

如何選定發(fā)射窗口？

每個航天器發(fā)射窗口的選定，尤其選定最佳發(fā)射窗口的限制條件是很多的。確定發(fā)射窗口，實際上是根據(jù)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?shù)陌l(fā)射環(huán)境條件。

在確定發(fā)射窗口時需要根據(jù)天體運行軌道條件、航天器的軌道要求、航天器的工作條件要求和地面跟蹤測控通信、氣象要求等條件，建立一個數(shù)學模型，將相關數(shù)據(jù)輸入，經過精心計算推導出來的。此外，由于每個航天器承擔的任務不同，航天器上安裝的儀器、設備使用要求不同，它們對發(fā)射窗口還會提出種種要求和限制條件，而這些要求有時又互相矛盾，因此選擇什么時間發(fā)射就必須考慮各方面的要求，經綜合平衡后選擇一個比較合適的發(fā)射窗口。

發(fā)射窗口的要求

1.地面觀察的需要。早期衛(wèi)星發(fā)射多采用光學望遠鏡進行跟蹤觀測，因此需要有很好的觀測條件。另外，人造衛(wèi)星繞地球軌道運行，由于觀測站不可能遍布全球，各發(fā)射國只能利用自己的少量觀測站對衛(wèi)星實施測控，這就要求衛(wèi)星在經過觀測站附近時便于觀測。

2.地面目標光照條件的要求。發(fā)射照相偵察衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星和中軌道氣象衛(wèi)星時，為了便于衛(wèi)星上可見光遙感器能很好地遙感地面的圖像，衛(wèi)星運行軌道下方的地面目標必須有很好的光照條件，因此，這類航天器的發(fā)射窗口都選在白天。

3.航天器上太陽能電池光照條件的要求。目前的衛(wèi)星及載人飛船等航天器大多采用太陽能電池供電。當航天器進入軌道時，需要太陽電池板受到最佳陽光照射，以便立即發(fā)電供航天器使用。

4. 航天器上姿態(tài)測量設備的要求。航天器進入軌道后，需要利用航天器上的姿態(tài)測量設備（如紅外地平儀，太陽敏感器等）測量航天器的飛行姿態(tài)，以便調姿、并進入穩(wěn)定的飛行姿態(tài)。航天器上的姿態(tài)測量設備工作時，需要航天器、地球和太陽處在一個較好的相對位置，這時測量航天器的飛行姿態(tài)精度較高。所以，這也是選擇發(fā)射窗口要考慮的一個因素。

5. 航天器返回地面時的要求。返回式衛(wèi)星、航天飛機、載人飛船返回地面時，需要及時搜索到衛(wèi)星和航天員，將他們安全地送回目的地，這對發(fā)射窗口的選擇是一個極為重要的因素。一般都希望在白天返回，同時要求氣象條件較好，沒有大風等惡劣天氣，以便于降落傘打開，因此在選擇發(fā)射窗口時需要考慮返回時的情況。

6.空間交會的需要。一些特定用途的衛(wèi)星和深空探測器專門用于對天體的觀測，如空間交會的航天器、彗星探測衛(wèi)星、太陽觀測衛(wèi)星、火星探測器、木星探測器等需要以最短時間、最高精度與其他航天器或被觀測天體會合，這也需要選擇合適的發(fā)射窗口。另外，靜止衛(wèi)星準確定點，盡可能少地消耗推進劑也需要選擇發(fā)射窗口。由于太陽、地球和其他星體的相對位置在不斷變化，即使發(fā)射同一類型、同一軌道的航天器，其發(fā)射窗口也是不固定的。

選擇發(fā)射窗口，是一個復雜系統(tǒng)的綜合決策問題。某一次發(fā)射總有一些較主要的制約條件，它們在發(fā)射窗口的確定中起決定性作用。發(fā)射窗口是由保證運載火箭發(fā)射成功所需技術要求決定的。從理論上講，為確保發(fā)射順利進行，應使參與發(fā)射的各項設備均處于最佳技術狀態(tài)。

但由于參與發(fā)射的設備很多，實際上是很難做到這一點的，因此，通常都先由發(fā)射控制系統(tǒng)、地面測控系統(tǒng)、通信與時間統(tǒng)一系統(tǒng)，以及氣象保證系統(tǒng)等幾個與發(fā)射關系最大的系統(tǒng)各自根據(jù)自己的情況分頭確定，然后由發(fā)射部門進行綜合分析，根據(jù)不同發(fā)射時段對實現(xiàn)發(fā)射目的的影響和程度，排出綜合的最佳發(fā)射窗、較好發(fā)射窗口和允許發(fā)射窗口。最后，由發(fā)射的指揮者拍板確定。