火箭择机发射，择的什么“机”

每一次火箭发射前的官方报道，通常会出现这样的文字：“火箭已准备就绪，将于近期择机发射。”前不久长征八号运载火箭的发射时间比预计的推迟了两天，大家就好奇了，这个择机，择的到底是什么“机”？是什么影响着火箭的最终发射时间？

2020年是中国航天辉煌的一年，航天发射任务频繁，创造了多个“首次”。然而，每一次发射前的报道，通常会出现这样的文字：“火箭已准备就绪，将于近期择机发射。”

例如，“长征五号遥五运载火箭和嫦娥五号探测器已垂直转运至发射区，计划于2020年11月下旬择机实施发射。”

加上前不久长征八号运载火箭的发射时间比预计的推迟了两天，大家就好奇了，火箭发射择的到底是什么“机”？是什么影响着火箭的最终发射时间？

择机发射是满足发射窗口的最低发射条件

择机发射，其实是满足发射窗口的最低发射条件。最低发射条件规定火箭能够满足任务需求，至少要满足的一些必要条件，主要分为火箭自身条件和外部条件。

日常生活中，人要出远门，都会提前检查一下自己的身体状况，确认有能够出行的身体条件和能力。火箭也是一样，出厂前要做各种体检。不仅如此，到了发射场，火箭还要再次进行状态确认。这就是择机的第一因素，火箭自身指标要满足发射条件。

身体健康条件满足的同时，还要看天气是否适宜出行。要避开狂风、暴雨、雷电等恶劣天气，这就是火箭择机发射的环境因素。

火箭发射是一项高风险的复杂系统工程。设计之初，设计师们会对火箭自身进行防雨、抗电磁干扰、抗强风等设计，以减少环境因素对火箭的影响。每型火箭所能抵御环境因素的数值，和设计过程中火箭能抵抗的量级是相匹配的。

然而，自然环境多变且不可控，一旦这些因素超出了发射预期标准，就可能会对箭体造成损坏，影响火箭发射任务的成败。

诸多环境因素中，高空风对火箭发射的影响较为突出。高空风一般距离地面4到20公里，火箭飞到这段高度时，如果风速过大，很可能使箭体弯曲变形，严重时甚至会损坏火箭结构导致解体。因此，高空风预报对火箭飞行的安全至关重要。

前不久首飞的长征八号运载火箭，就差点儿与高空风“擦肩”而过。长征八号运载火箭副总设计师吴义田透露：“在发射前，我们预测到发射场上空高空风比较大，不适合发射。根据气象预报的结果，将原计划的发射时间往后推迟了两天。”

最关键的“机”——发射窗口

自身条件满足了，外部因素也考虑到了，还有一个最关键的因素，就是有没有时间出行。这就是火箭择机中一个最关键的“机”——发射窗口。发射窗口有宽有窄，宽的可以以月计算，窄的大多以秒计算，甚至可以为零。

年窗口  以某一年内连续的月数形式表示，一般用于行星际探测任务。一般是一年甚至几年才能遇到一次。例如，在太阳系的八大行星中，飞往火星的有利发射时机间隔的时间最长。随着天体运动，每隔大约779天，地球会位于火星和太阳中间，此时地球距离火星最近。也就是说，每两年零两个月才有一次向火星发射探测器的窗口。

月窗口  以某个月内连续的天数表示，一般用于行星和月球探测任务。例如，在发射月球探测器时，主要是根据地球与月球的空间位置关系、停泊轨道和奔月轨道的各种参數，同时也考虑节约燃料的原则来选择发射窗口。月球围绕地球运动的轨道平面与地球赤道有一个倾角，这个倾角决定了赤纬范围。只要奔月轨道远地点的纬度范围小于赤纬的范围，原则上每天都有一次发射机会。而纬度调节范围在这个倾角范围以内且轨道倾角比较小时，每个月发射的机会就多一些;当轨道倾角比较大时，发射机会就要少一些。

日窗口  以某日内某时刻到另一时刻的形式表示，一般用于近地轨道、地球同步转移轨道任务的卫星、飞船等航天器的发射任务。发射窗口主要与位置关系、航天器运行状态和轨道有关。我国长征三号乙火箭发射北斗三号卫星时，就选择了日窗口。

零窗口  在预先计算好的发射时间分秒不差地发射出去，不允许有任何延误与变更。

其实，对于航天发射任务，一般都会同时计算两种或三种发射窗口。发射行星际探测器也会同时选择年、月和日发射窗口，最终的发射时间由日窗口确定。而零窗口发射对任务实施来说难度较大，却具有效率更高、更节省燃料等优点。

2021年全年发射次数“40+”

从中国航天科技集团有限公司获悉，航天科技集团2021年计划安排40余次（40+）宇航发射任务，载人航天空间站工程进入关键实施阶段，是全年宇航任务重中之重;“天问一号”实施我国首次火星“绕、落、巡”探测;将重点开展空间站实验舱、载人月球探测关深阶段的研制工作，重点加快推动北斗导航国家战略在民用航空等领域应用落地。

据介绍，航天科技集团2021年型号科研生产任务呈现出四大特点：一是发射和飞行试验次数再创新高，重大工程和首飞任务影响巨大;二是型号研制技术攻关难度大，产品质量控制风险高;三是批产交付持续保持高强度，柔性制造和规模化生产能力亟待加强;四是市场竞争愈发激烈，精细化经营管理和成本控制势在必行。（《航空知识》 钱蔚/文等）