神舟二十号航天日发射,纪念东方红一号55周年,零窗口到底有多难

神舟二十号飞船瞄准2025年4月24日17时17分发射,恰逢“航天日”,也是我国发射东方红卫星一号55周年,这样的“零窗口”发射到底有多难?

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我们知道,航天器发按照时间间隔不同,分为:年窗口、月窗口、日窗口,以及误差≤1秒零窗口,一般来说,神舟飞船、天舟货运飞船与空间站的交会对接,尤其是6.5小时快速对接,对发射窗口期的要求很高,零窗口发射的难度更大。

那么我们是如何选定神舟二十号发射窗口的呢?

首先,神舟飞船的发射窗口期的选择是一项高度复杂的系统工程,需综合轨道特性、任务需求、环境条件等多重因素。

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载人飞船或货运飞船需与空间站进行交会对接,需要确保两者之间的轨道平面重合或偏差极小(通常要求非共面角≤5°),并同时满足特定相位差(如神舟任务常采用“零窗口”发射,误差≤1秒)才行。

另外还需要考虑飞船入轨后,20分钟内可以展开太阳能帆板,发射时间与轨道位置匹配,使帆板在展开后迅速进入日照区,避免空间站长期运行需避免长期地球阴影遮挡,影响供电与热控。

其次,航天活动还要考虑高空风速、地面气象条件,以及避开太阳活动高峰期等不利环境因素,各系统(火箭、飞船、发射台等)需完成联合测试并处于“最佳技术状态”,任何设备故障或流程延误均可能导致窗口偏移。

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发射时还要确保地面测控站、中继卫星及远洋测量船处于最佳跟踪位置。这就给各系统提出了可靠性、安全性近乎100%的要求。

中国空间站运行在近地轨道约380公里高度,每次接收新飞船时,必须通过调相变轨调整轨道,使其经过酒泉发射场上空的时间与发射窗口精准匹配,实现“零窗口”发射。

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这种轨道调相,需要充分考虑空间站能源使用情况,确保节约。据神舟二十号飞行任务发言人林西强介绍,此次窗口期的选择,是在满足各类约束条件下,方案最优的选择。

也就是说,选择4月24日为窗口期,主要是因为空间站的相位调整次数最少,并且全部都是升轨控制,所需的能源较少,也满足了载人飞船能源约束的条件,以及满足了有利于航天员安全和任务实施的具体窗口时间。

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所以,窗口期恰逢第十个航天日,也是我国第一颗人造卫星“东方红一号”发射55周年纪念,既是“机缘巧合”,也是“航天浪漫”。同时也反映了我国载人航天的成熟与自信。

据了解,神舟二十号采用自主快速交会对接技术,从发射到对接仅需约6.5小时。让我们一起祝愿神二十乘组陈冬、陈中瑞、王杰任务取得圆满成功!

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