科学瞎想系列之十 卫星发射那点事

今天早晨，伴随着0号指挥员的一声点火命令，长征2F载着神州11号飞船腾空而起，在后续五百多秒的飞行时间内陆续听到自西向东酒泉、太原、青岛等测控站及海上远望号测量船频频报告的测控情况，五百多秒后，火箭将神州11准确送入预定轨道后完成使命，宣布发射成功，神州11打开太阳能极板开始自由翱翔，过两天你还将听到神州11进行轨道转移、调整姿态、交汇对接....这些新鲜词汇都是嘛意思？为什么每次发射火箭都是自西向东发射？为什么我国有三个卫星发射基地还要在海南再建一个？这些问题很专业，俺不是搞这个专业的，仅凭自己瞎想力争用最浅显的语言給大家科普一下，可能有些地方说的不对，但不会离大谱。 1 为什么每次都是自西向东发射？因为地球是自西向东自转的，因此火箭在地球表面时就有一个自西向东的初速度，顺着这个初速度发射会节省火箭燃料。 2 转移轨道是个什么鬼？火箭推动飞船或卫星主要是利用火箭的大推力，克服星、船、箭的重力及加速时的惯性力，将飞船送入一个临时的预定轨道，这个轨道的平面必须通过地球中心，否则卫星或飞船还会掉下来，而最终飞船或卫星执行任务的轨道（使命轨道）可不一定就是这个临时的预定轨道。如同步卫星必须在赤道上空，是一条唯一的轨道，只要发射点不在赤道，就不能一次送入这个同步轨道。再比如我们平常用于导航的卫星都是分别在地球上空各个地方才能实现全球覆盖，因此火箭送入的初始轨道与使命轨道之间无论是轨道平面角度还是形状、高度都存在差别，这就需要卫星或飞船上自带的发动机来进行轨道转移，由于卫星在轨运行时处于失重状态，外太空又木有空气，因此要改变卫星的速度和姿态比较容易，所需发动机功率不大即可完成，通常卫星上自带的发动机是一种能够喷射质量粒子的东东，根据动量守恒即可实现改变卫星速度。通常卫星上的发动机有好几个，喷嘴分别冲着不同方向，以改变卫星的运行姿态和方向，用句专业的术语叫做"矢量推进"。从这方面看，虽然火箭送卫星是"精确"入轨，但比起后面这些"细活"来讲，火箭干的属于"粗活"。 3 为什么发射后不马上转移到使命轨道还要等两天？一是卫星进入初始的预定轨道 后需要进行一些测试和调整 ; 二是这个初始轨道一般是一个椭圆轨道，它与使命轨道之间只有一个相切的地方，且这个切点还多在椭圆离地球表面最近的地方（近地点），在近地点附近进行变轨最容易实现轨道转移，且由于离地面近通讯方便容易控制。卫星发射存在最佳"窗口"，变轨同样存在"控制窗口"，好在神州飞船轨道离地面较近，转的快，这个窗口比较多，我们的嫦娥姐就不一样了，她还要考虑是不是转到我们的背面去了，什么时候转移才能进入月亮大哥的怀抱（被月亮捕捉）等等因素，因此月亮姐姐出嫁可不能那么着急。 4 为什么又在海南建一个发射场？刚才说了，卫星在地面时有个随地球自转的初速度，这个初速度离赤道越近越大，而海南应该是我国离赤道最近的地方，这样有利于节省火箭燃料。当然还有通常火箭卫星的体积尺度很大，海南岛便于海运等因素，因此选址海南作为发射场是一个正确的选择。 外行看热闹内行看门道，知道了这些你在下次看发射时是不是也能看出些门道呢？ 哇靠！我肿么嘛都懂啊！这不TMD成精了吗？