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SpaceX載人首飛延期發(fā)射為何選周日?其中有啥講究?

2020/5/30 8:19:36 來源:網(wǎng)易科技 作者:小小 責編:微塵

受惡劣天氣因素影響,美國太空探索技術公司SpaceX和美國宇航局(NASA)推遲了原定于當?shù)貢r間5月27日進行的首次載人航天發(fā)射,下次發(fā)射定于當?shù)貢r間5月30號下午3點22分(北京時間5月31日周日凌晨3點22分)。那么,SpaceX是如何確定再次發(fā)射時間的呢?這主要取決于物理因素。

通常情況下,要想將航天器發(fā)射到預定地球軌道上,并試圖讓其與軌道上運行的國際空間站成功對接,就像是異常微妙的雙人舞,需要精確的時間和角度計算。為此,航天器需要在特定日期的特定時間框架(或稱發(fā)射窗口)內(nèi)發(fā)射。

太空發(fā)射最顯眼的軌道參照物通常是月球。在阿波羅時代,關鍵不是發(fā)射之時月球在天空中的位置,而是發(fā)射三天后月球會在哪里,那時航天器已經(jīng)飛過了地球到月球之間的距離。由于月球以時速3683公里的速度圍繞地球軌道運行,這需要仔細計算。

僅僅到達月球附近還不夠,還有更加困難的挑戰(zhàn):在飛行了38.6萬公里后,宇航員們的目標是進入距離月球表面僅97公里的月球軌道。這就像是站在足球場的一端瞄準另一端的蘋果,試圖用子彈剝蘋果皮一樣。

阿波羅飛船的宇航員還試圖在著陸的最佳照明條件下到達月球,此時太陽在月球天空中處于正確的角度,可以投下陰影,突出但不會夸大地形差異。這進一步縮小了發(fā)射窗口。再加上發(fā)射時碰上下雨或多云天氣,限制還會更大。

與之相比,僅僅進入地球軌道相對要簡單,但發(fā)射窗口的問題也令人頭疼。航天器通常不會沿著完美軌道繞著地球赤道飛行。相反,它們被發(fā)射到相對于赤道傾斜的軌道上。卡納維拉爾角位于大約北緯28度的緯度上,所以從肯尼迪航天中心發(fā)射的飛船需要以同樣的傾斜度飛行,就像扭曲的呼啦圈,它在繞地球飛行時需要在赤道上下28度范圍內(nèi)移動。

令事情變得更復雜的是,地球本身就傾斜了23度,雖然它需要24小時才能自轉一周,但航天器只需要90分鐘就能圍繞其飛行一圈。其結果是:在平面圖上,航天器看起來像是在畫正弦波圖案,在赤道上下移動,永遠不會在兩個連續(xù)軌道上經(jīng)過地面上的同一個點。國際空間站的軌道傾角更高,達到51.6度,這是美國對俄羅斯做出的讓步,以便俄羅斯從哈薩克斯坦拜科努爾發(fā)射場向更北的地方發(fā)射航天器。

將宇航員送到國際空間站的規(guī)劃者必須準確地安排發(fā)射的時間,以便空間站處于最理想的位置,盡可能縮短飛船追逐空間站的時間,從而實現(xiàn)更精確的對接。從拜科努爾發(fā)射往空間站的無人貨運飛船可能有相對較充裕的發(fā)射窗口,它只要在兩天內(nèi)與空間站對接即可。

雖然貨物不會因為不適而叫苦連天,人卻不同。載人飛行任務通常有更窄的發(fā)射窗口,要讓宇航員在4個軌道循環(huán)(即6個小時)就能趕上國際空間站,從而盡快將他們從航天器的限制中解放出來。

對于鮑勃·本肯(Bob Behnken)和道格·赫爾利(Doug Hurley)來說,從位于北緯28度的卡納維拉爾角發(fā)射到51.6度傾角的國際空間站,意味著相對較長的19個小時追逐。但如果他們選擇了錯誤的發(fā)射窗口,這將需要更長的時間。

受天氣情況影響,載人龍飛船首次載人發(fā)射窗戶在5月27日關閉,SpaceX隨后確定了新的發(fā)射時間。如果周日發(fā)射再次失敗,經(jīng)過計算,他們可以在當?shù)貢r間第二天下午3點第三次嘗試。

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關鍵詞:SpaceX

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