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神舟十二整装待发,简单来估算其发射时间

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据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2021年6月9日,神舟十二号载人飞船与长征二号F改遥六运载火箭组合体已转运至发射区,目前火箭和飞船状态良好,后续将按照原定发射计划进行检查和燃料加注后择机发射,这也就意味着距离神舟十二号载人飞船发射的的时间已经很近了。



此次神舟十二发射之所以受到大家关注的主要原因有两个,一个是此次发射也是时隔四年半之后我国再次进行载人发射任务,同时神舟十二载人飞船也将是我国此前发射的天和号核心舱正式对接的首个载人飞船,未来三个月内神舟十二飞船内的三名航天员将长期进驻天和号核心舱执行长期在轨飞行任务,期间将进行多种科研实验,包括神舟、天舟货运飞船的多次自动、手动交会对接、在轨燃料补加、航天员出舱等航天任务。而现阶段搭载神舟十二载人飞船的长征2F运载火箭已经顺利抵达发射区,那么什么时候神舟十二载人飞船发射呢?





经常看航天发射的都会对“发射窗口”这个词比较敏感,因为航天器的发射不是随随便便想什么时候发射就什么时候发射的?具体来说的话“适合允许”航天器发射的时间范围内才会被称之为“航天发射窗口”。而这个窗口的时间确定则需要考虑到航天器的运行轨道倾角、航天器的工作条件、天体的运行条件、空间碎片躲避、地面航天测控追踪、和发射场地的气象条件等因素来确定。



当然根据航天器、运行轨道等不同主要有三种类型的航天发射窗口类型,第一种是年计发射窗口,主要适用于行星际探测任务。比如我国此前发射的天问一号火星探测器只有每年7月中旬地球和火星之间距离最近的时候才是最佳发射时机,这个时候发射的火星探测器能够更快、更节省燃料、或者借助火星引力更大重量的抵达火星轨道。



第二种是月计发射窗口,主要适用于行星和月球探测任务,比如我国此前发射的嫦娥探测工程中的嫦娥一号到嫦娥五号月球探测器,基本都是在每个月的月初或者月中旬发射的。



第三种就是日计发射窗口了,主要适用于卫星、飞船、大型空间站等绕地轨道航天器发射。相对于卫星等无人航天器而言,在发射窗口的时间选择上,只要运行轨道倾角、航天发射中心的气象条件等符合发射需要都可以发射,而且这个发射窗口时间一般都比较长,基本都在几个小时左右,也就是对于卫星等无人航天器而言,虽然是以日计发射窗口发射升空的,但是发射时间空挡比较大,只需要在发射窗口的几个小时内发射就可以了。



对于载人飞船而言,其虽然发射时间也是以日计发射窗口来确定的,但是载人飞船因为自身的特殊性和航天员的安全救生等要求限制,在发射窗口的时间上必须满足以下几个条件才行。



一、飞船的正常工作条件要求,载人飞船相比其他大型航天器而言,因为飞船内部载有航天员,同时飞船内部有着更多的设备需要保持稳定运行,所以杜宇飞船运行周期内的光照周期、温度范围等都有一定的要求。毕竟对于飞船内的航天员和生命维持设备而言,仅靠飞船自身携带的恒温设备和制氧加压设备根本难以满足航天员在轨运行需求,而选择在不同时间发射载人飞船、飞船在绕地球运转的周期时间、运转周期处于光照区和地球阴影区的时间长短差异,都会对载人飞船的自身安全飞行产生一定影响,因此要综合各种在轨航天载人需求,确定合适的发射窗口时间,以保证载人飞船在轨运行期间的正常运转。



二、航天员的安全及救生要求,载人飞船之所以安全性比其他火箭更高,就是考虑到载人飞船内的航天员生命安全问题。当然对于载人飞船而言除了发射过程中存在的巨大风险外,载人飞船在轨运行期间,也要确保飞船在突发故障、或者遭受太空碎片袭击后的紧急返回地球问题,所以在具体发射时间上,还要考虑到飞船紧急返回地球时的安全逃生、着陆地区的气象条件等因素。



三、追踪飞船的发射窗口需求,不管是载人绕轨飞行,还是要执行空间交会对接等航天发射任务,从飞船点火发射到正确进入预定轨道、安全返回地球的整个过程中,都需要地面测控站对飞船进行多种类型的监控、测控以确保飞船的正常运行。特别是对于此次将要与天和号核心舱对接的神舟十二载人飞船而言,在飞船发射升空进入预定运行轨道后,地面测控站会相互测量飞船和与之对接的航天器之间的轨道倾角差值、飞行速度、高度等差值相位,然后发送测控指令让飞船进行变轨、加速等机动动作,最终逐渐接近与之对接的航天器,并与其保持速度、高度零误差后,飞船的自动交会对接系统启动,顺利完成空间交会对接。



那么对于需要空间交会对接的航天器而言,火箭发射的时间会直接影响到交会对接的速度和成功与否,毕竟与之对接的航天器仍在高速绕地球运转,而载人飞船则是适时地“守株待兔”,所以这种对于交会对接时间要求比较高的发射窗口时间也被称为“零发射窗口”,也就是火箭点火起飞的时间和预定发射时间的偏差不能超过1秒,比如我国此前发射的神舟载人飞船、天舟货运飞船的发射时间都是“零发射窗口”。



而对于此次神舟十二载人飞船而言,其具体发射时间虽然还没有正式公布,不过参考之前的神舟载人飞船发射时间来看的话,从飞船转移到发射区到实际点火发射的时间一般在一周左右,也就是说神舟十二载人飞船在6月9日转移到发射区,那么火箭发射的时间很可能会确定在6月17日上午7点多,比如四年前的神舟十一载人飞船就是2016年10月17日07时30分准时发射升空的。



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