“天宮一號”目前各項測試工作進展順利，“長二F”火箭將在發射場與“天宮一號”一起完成相應的技術測試，然後靜候發射窗口。作為代表我國尖端科技的中國航天，為什麼也要等待“良辰吉時”才能發射升空呢？這個發射窗口是怎麼一回事呢？為了搞清楚這個問題，咱們不妨打個比方。

　　假如一個小夥子喜歡上了一個姑娘，他們能否成為戀人呢？如果這位美麗的姑娘碰巧這段時間也想找個伴侶——姑且將這段時間稱之為“窗口期”——並且雙方覺得合適，小夥子再來一個真誠的表白，那麼好事可成。否則，如果相遇的時間沒有在這個窗口期裏面，譬如女孩已經有了心上人，或者表白時環境氛圍不佳，那麼這個男孩只能黯然神傷，或繼續堅持，等待女孩回心轉意，如果遲遲等不到，那就只好尋找別的目標了。

　　其實，“天宮一號”就是一個簡易的空間實驗室，發射“天宮一號”是為將來建設中國自己的空間站。“天宮一號”飛天后，神舟八號飛船也將擇機發射，並將與“天宮一號”在太空“接吻”，這是我國首次實施空間交會對接任務。因此，何時發射要考慮到為神舟八號順利執行任務提供便利，在合適的時間出現在合適的軌道位置，分秒不差，從而促成這次美妙的“太空之吻”。根據這樣的任務目標，再綜合其他因素，才能確定適合的“發射窗口”。

　　航天器的發射窗口指的是，運載火箭攜帶著航天器發射升空比較合適的一個時間範圍。這個範圍的大小也叫作發射窗口的寬度。窗口寬度有寬有窄，寬的以小時計，甚至以天計算，窄的只有幾十秒鐘，甚至為零。

　　發射窗口是根據航天器本身的要求及外部多種限制條件經綜合分析計算後確定的。其中最主要的因素就是考慮衛星與地球、太陽、月球等天體的相對位置，使其發射後能夠以最可靠、最節省燃料的方式進入預期的軌道。這要涉及航天器的發射場、軌道的傾角、軌道高度、測控系統等諸多因素。此外，由於航天器上安裝的儀器、設備使用要求不同，它們對發射窗口也提出了種種要求和限制條件。

　　這些要求有時會互相矛盾，因此發射窗口的選擇是一個系統綜合問題，一般應按優劣次序排出幾個發射窗口，考慮各方面的要求並經綜合平衡後，選擇一個比較合適的發射窗口。猶如茫茫人海之中兩個有緣人要想走到一起並甜蜜幸福，很多因素要綜合到一起的，有時候甚至必須進行取捨。

那麼，影響和限制發射窗口的具體因素又有哪些呢？

　　航天器從地面發射到太空中預定的軌道上執行任務，必須消耗大量的燃料，成本極其昂貴，每千克需要將近2萬美金，價格將近相同重量黃金價格的一半。由於運載火箭自身的限制，常常只能將航天器推入一個臨時軌道，然後再通過衛星上自身攜帶的燃料和推進器實現精確入軌。由於地球不停地自轉和公轉，要想衛星準時到達圍繞地球飛行的某個預定軌道，必需掐準時間，使軌道的調整消耗的燃料最少。

　　航天器為完成預定的任務目標，需要在特定的時間段內完成規定的動作。例如，1970年4月24日，甘肅酒泉衛星發射中心用長征一號運載火箭發射了我國第一顆人造地球衛星東方紅一號，根據毛主席提出的“看得見、抓得住、聽得到”的要求，選定的發射時間為北京時間晚上9點35分。這時在酒泉衛星發射中心，太陽已落山一個多小時，天空漆黑一片，但運載火箭升到400多千米高空把衛星送入軌道時，進入軌道運行的第三級火箭及衛星仍能受到太陽光的照射。此時在地面，人們用肉眼就能看到進入軌道運行的第三級火箭及衛星，從而實現“看得見”的任務目標。

　　當發射遙感偵察衛星、地球資源衛星和中軌道氣象衛星時，要求衛星運行軌道下方的地面目標有很好的光照條件，以便於衛星上的可見光遙感器能很好的遙感地面的圖像。因此，發射這類航天器的發射窗口都選在白天。

　　目前在衛星及載人飛船等航天器上，大多采用太陽能電池供電，當航天器進入軌道時，希望是在地球受到太陽照射的一面，這時太陽翼受到陽光的照射，可立即發電供航天器使用。這是發射這類航天器選擇發射窗口時要考慮的一個因素。

　　航天器進入軌道後，需要利用航天器上的姿態測量設備（如紅外地平儀，太陽敏感器等）測量航天器的飛行姿態，以便調整姿態並進入穩定的飛行姿態。航天器上的姿態測量設備工作時，需要航天器、地球和太陽處在一個較好的相對位置，這時測量航天器的飛行姿態精度較高。所以，這也是選擇發射窗口要考慮的一個因素。

　　神舟載人飛船、返回衛星從軌道返回地面時，一般都希望在白天，以便快速查找到著陸後的航天器，同時希望氣象條件較好、沒有大風等惡劣天氣，以便於降落傘打開。在選擇發射窗口時就要考慮返回時的情況。

　　另外，衛星軌道精度和目標天體與地球相對位置的要求，也精心選擇發射窗口。例如，在向月球、行星和其它星體發射探測器時，必須在地球與被探測的目標天體處在一個有利的相對位置時來發射。一旦由於運載火箭臨時出現人為故障，或由於天氣等其他原因，不能按時發射而錯過了發射窗口時，則只能等待下一個發射窗口。有的航天器發射，一天之內不止一個窗口，有的只有等幾天或更長時間再發射。

　　總而言之，發射窗口要考慮天時地利人和，各方因素齊備，互為支持，才能使航天任務圓滿成功，才能有一段甜蜜的浪漫之旅，共享良辰美景。

本文作者為中國航天科技集團旗下中國空間技術研究院（航天五院）培訓講師