嫦娥发射如何计算时间窗口
大家都注意到,嫦娥一号发射时,所有新闻里都反复在强调一个名词叫“发射窗口”,即10月24日、25日、26日。错过了这个时期,就得等到下个月再发射。很多人问我这是为什么。我们用天上24小时的调相轨道,换地上多天的发射机会。
我现在揭开这个秘密,即使这3天都是多的,本来只有一天的发射窗口,是我们专门给卫星设计了一个24小时的轨道,让它在天上多飞一圈,地面上就可以提前一天发射,多飞3天,地上就可以提前3天发射。
大家知道,月亮绕着地球转圈,卫星从地球上冲出去,与月亮绕的这个圈肯定有个交汇点,如果正好月亮转到这个交汇点附近,嫦娥也走到这里,那马上就能被月球的引力捕获,那就从绕地变成绕月了。如果卫星追过去时月亮已经走过这个交汇点,那卫星就飞过月亮了。因此我必须要算好这个时间,加上其他一些原因,算出的这个时间不是10月24号,而是10月31号。为了保证10月31号一定能走到这个点上,我再反推过去,要在10月24号发射。
但这又遇到问题了,我怎么能保证在这一天之内把它打出去?天气、火箭会不会出问题?卫星会不会出问题?如果不行,那就得等到下个月见了。可我在发射场把火箭竖起来,竖起来要加两种燃料,第二种燃料加进去24小时之内火箭必须发射,不然就报废了;而且此时测控船早已开到很远的海上,它只带了一个月的补给和能源,要等到下个月,那吃什么?用什么?
因此为了解决这个一天的问题,我们想了一个办法,我在天上设计了一个24小时调相轨道,如果24号的天气好,我把它打掉,24号天气不好,就25号打,25号再不好26打,我有三天的时间,打上去绕着这个24小时轨道转,在天上待命。到了高空不会刮风下雨的,那就算得准了。当然,设计这个轨道是非常难的数学题。