文/尹怀勤

在与航天相关的报道中，我们经常会听到“发射窗口”这个词，这是什么意思呢？今天我们就来讲一讲。

航天发射窗口是指有利于发射航天器的一段时间间隔，只有在这一段时间内发射航天器才能保证航天器按规定的时间和地点进入预定轨道，开展航天活动。探测太阳系行星及其他天体的航天器，发射窗口是保证其能与目标飞行物相遇的最佳发射时机。发射窗口有宽有窄，宽的以小时计，甚至以天计、月计或以年计；窄的则只有几十秒钟。对于航天器而言，发射窗口的选择至关重要，如果未能在此窗口发射，则必须等待下一次的发射窗口到来。

发射窗口的分类

◎太阳系行星发射窗口时间表

发射窗口分为年计发射窗口、月计发射窗口、日计发射窗口和零计发射窗口。

年计发射窗口，即规定某年内允许连续发射的月份，适用于星际探测任务。太阳系八大行星中，数飞往火星的有利发射时机间隔时间最长，需要26个月才有一次机会。也就是说，每2年零2个月才有一次向火星发射探测器的窗口。

月计发射窗口，即规定某个月内允许连续发射的天数，适用于行星和月球探测任务。水星发射窗口每隔116天即不到4个月就出现一次。

日计发射窗口，以某日内某时刻到另一时刻的形式表示，适用于各种航天器。对于一般卫星和导弹的发射，只需规定日计发射窗口。

零计发射窗口，零窗口发射是指在一定长度的发射窗口时间内，紧贴窗口上沿即最优时间实施发射，而且时间误差只能在正负1秒间。采用零窗口发射，需要按预先计算好的发射时间，分秒不差地将火箭点火升空，不允许有任何延误与变更。

2007年10月24日18时5分4秒，在西昌卫星发射中心，嫦娥一号卫星成功发射升空就是釆用的零窗口发射。正因为零窗口发射，嫦娥一号节省了120千克卫星燃料，才有了2009年3月1日的成功撞月。本来，嫦娥一号的发射窗口预留了35分钟，在这35分钟内都可以发射，但技术人员计算发现在最后一分钟发射与在第一分钟发射相比，卫星燃料将多损失120千克，这对总共只有1 200千克燃料的嫦娥一号来说是很大的损失，将直接影响其工作时间和工作寿命，所以技术人员立即决定在第一秒内发射。

2018年12月8日2时23分，嫦娥四号探测器也选择了零窗口发射，并成功进入预定轨道。至此，我国在西昌卫星发射中心发射升空的所有探月卫星均实现了零窗口发射。

发射窗口的选择

早期火箭的发射窗口主要是根据光学观察条件来确定的，以便对火箭飞行进行光学测量研究。应用卫星等航天器出现后，航天器对发射条件的要求更为复杂，这时光学观察就成了次要的条件。由于航天器的功能、用途和要达到的目的各不相同，各类航天器对运载火箭的发射条件也有不同的要求，相应发射窗口也不尽相同。

一般来说，选择发射窗口需要满足以下几个条件：1.太阳照射航天器飞行下方地面目标的光照条件；2.航天器太阳帆板与太阳光线的相对关系（保证太阳能电池供电的要求）；3.航天器姿态测量精度要求的地球、航天器、太阳之间合适的几何关系；4.航天器温度控制要求太阳只能照射航天器某些部分；5.航天器处于地球阴影内时间长短的要求；6.航天器着落回收时间的要求；7.对航天器轨道面的特定要求；8.地球与航天器等目标天体相对位置的要求；9.其他如地面跟踪测量条件、气象条件等要求。

保证运载火箭成功发射航天器的技术要求叫作发射条件。为了保证发射圆满成功，应该让参与发射的各项设备和系统都处于最佳状态。但由于设备和系统很多，制约因素之间存在着矛盾，要使它们都处于最佳运转状态是很困难的，甚至是不可能的。因此，通常会规定一个最低程度的发射条件。它由发射控制系统、地面控制系统、通信与时间统一系统、气象保障系统等分头确定，然后由发射部门进行综合分析，根据不同发射时段对实现发射目的的影响程度，排出综合的最佳发射窗口、较好发射窗口和允许发射窗口。

◎嫦娥二号发射入轨示意图

能否从多个互相牵制的因素中选出正确的发射窗口，是航天发射的一项重要工作，它关系到运载火箭和航天器是否能够成功发射入轨。如果发射窗口没有选择好，发射失败或航天器无法达到它的功用，那就造成了人力、物力的极大浪费。我们说航天技术既复杂又困难，不仅体现在航天设备的制造方面，还体现在选择发射窗口这样的细节工作上。同学们，你们是不是也从“发射窗口”这个航天技术的小“窗口”中窥见了航天事业的庞杂了呢？