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2024年10月30日12時(shí)51分,神舟十九號(hào)載人飛船成功進(jìn)入太空,開啟新一段太空之旅。
神舟十九號(hào)載人飛船發(fā)射取得圓滿成功
回顧神舟系列飛船的發(fā)射歷史,我們不難發(fā)現(xiàn),神舟飛船很多時(shí)候選擇在凌晨“出征”,而美國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)家的載人飛船也同樣有不少在凌晨時(shí)段發(fā)射的,這是為什么呢?
天時(shí)
眾所周知,航天發(fā)射是一項(xiàng)極其復(fù)雜和龐大的系統(tǒng)工程,任何一個(gè)微小的誤差都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此,選擇合適的發(fā)射時(shí)機(jī)至關(guān)重要。而“天時(shí)”是影響發(fā)射成敗的最關(guān)鍵因素之一。
科研人員在綜合考慮判斷的基礎(chǔ)上,最終確定下來(lái)的一天中的某一個(gè)時(shí)間段會(huì)作為飛船發(fā)射的時(shí)機(jī),這個(gè)時(shí)間段被稱為“發(fā)射窗口”。
神舟系列飛船的發(fā)射窗口之所以選擇在凌晨,最重要的原因是在漆黑的夜空中,噴射著火焰的火箭非常顯眼和突出。這種高對(duì)比度的視覺效果,使得地面的光學(xué)跟蹤測(cè)量設(shè)備能夠更輕松地捕捉到火箭的軌跡。相比之下,白天的強(qiáng)光和背景復(fù)雜性會(huì)大大降低跟蹤的準(zhǔn)確性。
神舟十八號(hào)載人飛船夜晚發(fā)射
而且,凌晨時(shí)分,氣溫相對(duì)較低,空氣密度較大。較低的溫度有助于減少火箭燃料的揮發(fā),確保燃料的充分利用,從而提高了發(fā)射的成功率。云量也會(huì)直接影響到地面光學(xué)跟蹤測(cè)量設(shè)備的觀測(cè)效果。在云量較少的情況下,地面設(shè)備更容易捕捉到火箭的軌跡,從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整飛行參數(shù)。凌晨時(shí)分,天空通常較為晴朗,云量較少,使得光學(xué)跟蹤設(shè)備能夠更準(zhǔn)確地捕捉到火箭的飛行軌跡。
風(fēng)速也是影響火箭發(fā)射的一個(gè)重要因素。強(qiáng)風(fēng)可能導(dǎo)致火箭偏離預(yù)定軌道,甚至引發(fā)安全事故。凌晨時(shí)分,尤其是深夜到清晨這段時(shí)間,風(fēng)速通常較小,氣象條件相對(duì)穩(wěn)定。
地利
除了氣象條件外,地面環(huán)境也是決定發(fā)射時(shí)間的重要因素之一。選擇在凌晨發(fā)射,可以有效地減少地面電磁干擾,確保發(fā)射過(guò)程的安全性和可靠性。
如今,現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了大量的電磁信號(hào),這些信號(hào)可能對(duì)火箭的導(dǎo)航系統(tǒng)和通信設(shè)備產(chǎn)生干擾。電磁干擾會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真、數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤等問題,嚴(yán)重時(shí)甚至可能影響火箭的正常運(yùn)行。凌晨時(shí)分,大多數(shù)地面通信活動(dòng)處于低谷期,電磁環(huán)境相對(duì)安靜。選擇在這一時(shí)間段發(fā)射,可以有效減少地面電磁干擾對(duì)火箭的影響,確保發(fā)射過(guò)程的安全性和可靠性。
此外,在白天,機(jī)場(chǎng)、工廠、車輛等產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)可能對(duì)發(fā)射場(chǎng)的精密設(shè)備產(chǎn)生影響。凌晨時(shí)分,這些干擾源大多處于靜止?fàn)顟B(tài),發(fā)射場(chǎng)周圍的環(huán)境更加寧?kù)o。且凌晨時(shí)分的道路交通流量較小,便于實(shí)施交通管制措施。
選擇在凌晨發(fā)射,還可以減少對(duì)周邊環(huán)境的影響?;鸺l(fā)射時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音和煙霧,這些污染物可能對(duì)周邊居民的生活質(zhì)量產(chǎn)生影響。凌晨時(shí)分,大多數(shù)人已經(jīng)休息,噪音和煙霧對(duì)居民的影響較小。同時(shí),發(fā)射場(chǎng)周圍的動(dòng)植物也處于休眠狀態(tài),受到的干擾較少。
人和
神舟飛船選擇在凌晨發(fā)射,還需要考慮航天員的生理和心理狀態(tài)。
通常情況下,航天員會(huì)在發(fā)射前幾小時(shí)進(jìn)入睡眠狀態(tài),以確保在發(fā)射時(shí)處于高度集中和警覺的狀態(tài),以應(yīng)對(duì)發(fā)射過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種情況。盡管凌晨發(fā)射對(duì)航天員的生物鐘造成一定影響,但通過(guò)科學(xué)的作息安排和心理調(diào)適,這種影響可以降到最低。
神舟十九號(hào)航天員感覺良好
綜上所述,神舟飛船選擇在凌晨發(fā)射,是基于天時(shí)、地利、人和等多方面的綜合考量。如果要將預(yù)測(cè)時(shí)間精確到時(shí)、分,甚至是秒,就必須結(jié)合空間站運(yùn)行軌道、飛船入軌參數(shù)、火箭飛行彈道、空間預(yù)警、飛船與空間站交會(huì)對(duì)接的最優(yōu)策略等綜合考慮。
隨著神舟十九號(hào)的成功發(fā)射,中國(guó)航天事業(yè)再次邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。在未來(lái),通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),我們可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)最佳發(fā)射時(shí)間。在這片璀璨的星空中,神舟飛船將繼續(xù)書寫屬于中國(guó)的航天傳奇,中國(guó)的航天事業(yè)也將繼續(xù)在星辰大海中砥礪前行,為人類文明的發(fā)展貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和中國(guó)力量。
部分信息來(lái)源于央視網(wǎng)、中國(guó)軍號(hào)、人民網(wǎng)等
(科學(xué)性審核:劉勇,中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員)
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