什么是“零窗口”发射?

发布时间 : 2017-04-21     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  4月20日,长征七号运载火箭(简称“长七火箭”)成功送“天舟一号”货运飞船上太空。此次任务中,长七火箭实现了“零窗口”发射,你知道什么是“零窗口”发射吗?
  


  △长七遥二火箭
  
火箭起飞时间偏差不超过1秒


  长七火箭总体副主任设计师徐利杰介绍,发射窗口是指允许火箭发射的时间范围,一般发射任务的发射窗口有几个小时。“零窗口”发射则要求火箭点火起飞的时间与预计时间偏差不能超过1秒。长七火箭此次发射,做到了点火起飞分秒不差。
  徐利杰说,“天舟一号”飞船上太空后,要与“天宫二号”空间实验室进行交会对接。交会对接任务为了保证发射的航天器在入轨时与“牵手对象”处在同一个轨道面上,往往有“零窗口”发射需求。
  此次交会对接任务中,在太空中等待的“天宫二号”空间实验室有一个运行的轨道面,长七火箭要在发射点随地球自转经过“天宫二号”轨道面时准时起飞点火,以保证火箭与飞船分离时,飞船与“天宫二号”空间实验室在同一个轨道面飞行,从而实现顺利“牵手”。如果发射的时间偏差太大,“天舟一号”货运飞船就要花更多的燃料来改变自己的轨道面,追上空间实验室。


  
我国现役火箭都有“零窗口”发射能力


  “我国现役火箭都具备‘零窗口’发射能力,只是很多火箭没有交会对接的任务要求。”徐利杰说,“此前,长征二号F火箭分别送‘神舟八号’、‘神舟十一号’飞船与‘天宫一号’、‘天宫二号’空间实验室对接时,就是‘零窗口’发射。”“零窗口”发射的难度在于,发射的时间点精确到秒,如果发射前系统的某个环节出现问题,就只能等第二天下一个发射窗口来临再发射。


  
低温火箭“零窗口”发射难度更大


  长七火箭作为低温火箭,与长征二号F火箭等常规火箭相比,还面临低温推进剂加注问题和复杂的发射前流程。因此,它要实现“零窗口”发射,难度更大。
  据介绍,常规火箭的推进剂加注较早,往往提前一天或在发射前7至8小时就已经完成加注了,后续只要检测箭上状态正常,火箭就可以起飞了。而长七火箭为全液氧/煤油动力的运载火箭,要加注380吨液氧,液氧的温度大约零下180度,太早加注会因环境而变热或蒸发,所以长七火箭的推进剂在发射前才加注完毕。
  由于发射前火箭无人值守,加注完推进剂后,箭地连接器要自动脱落,摆杆要完全摆开。此外,长七火箭的发动机有着严格的启动条件,需要满足发动机预冷和入口压力等条件要求,如果其中有一个环节出现问题,发射就得推迟。因此,长七火箭要准时起飞,送飞船精准入轨,实属不易。
  徐利杰告诉记者,设计人员为长七火箭设定了自动点火时间,只要到了这一时刻这一秒,自动点火按钮就接通,避免了以往发口令后再按点火按钮带来的时间偏差。

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