西昌發射高分十四號衛星,火箭助推器為何落在南方?西雙版納慌了

2020-12-22 狼狼科學

火箭是如何發射的?一般來說都是先直線上升,然後迅速來個向東的弧度斜著飛行。2020年12月6日,我國在西昌衛星基地成功發射了長徵三號乙改五火箭,而雲南的西雙版納卻發出警告,讓市民隨時注意頭頂落下的火箭助推器,這究竟是怎麼回事?

火箭發射的時候為什麼總向東?

航天局向太空發射火箭時,一方面為了克服地球引力的束縛,另一方面獲得更大的逃逸速度,火箭需要藉助地球的自轉速度,所以一般來說都會向東發射火箭。地球上空同步軌道上的衛星與地球自轉的角速度相同,即都是自東向西運轉。如果發射的是同步衛星,而且反著方向來(向西發射),那麼很可能會發生衛星碰撞事件。

特殊的發射方向

然而事情總有例外,以色列是世界上火箭發射方向唯一向西的國家,因為和鄰國的關係不好,如果火箭助推器落到了別國領土可能會引起一些不必要的事端,而以色列西邊是荒無人煙的地中海,不是他們不想向東發射,而是迫不得已而為之。

然而極地軌道和同步軌道的衛星是向南或者向北發射的,由於它們沿著地球經度方向豎直飛行,每繞地球一周都會穿越南北極圈,如果再向東發射火箭那麼就無法達到這種效果,會偏離地球的經線方向。12月6日從西昌發射火箭方向是向南的,由此推斷應該是一顆極地軌道或者同步軌道衛星。

極地軌道是為哪些衛星準備的?

地球是沿著赤道方面自西向東旋轉的,極地軌道衛星的飛行軌跡和赤道所在的平面基本處於垂直的狀態,沿著極地軌道可以經過南北兩極,按照這個軌道運行的衛星可以在最短的時間裡面掃描地球的絕大部分區域,因此絕大部分氣象衛星、偵察衛星和一部分近地通信衛星都是在極地軌道上進行運轉,它們發射的火箭方向基本都是向南或者向北。

12月6日,長徵三號乙改五火箭將高分十四號衛星送入太陽同步(SSO)軌道,它的運行軌跡剛好經過西雙版納上空,達到一定高度之後,火箭助推器會和衛星分離,隨後會落入地面,而這顆高精準對地觀測衛星剛好能藉助動力飛往預定的軌道。

助推器的落地點在西雙版納南偏西一點點,而並不是在西雙版納的正南方,因此可以判定高分十四號衛星有一個向西的軌道傾斜角,這是為了確保觀測衛星在白天能捕捉到更好的畫質拍攝。

高分十四號衛星的繞地周期大概100分鐘,其中處於地球白天位置的時間在50分鐘以上,經過太陽光的投射,它下方的陰影是相對固定的,當該衛星和太陽保持一個相對穩定的位置關係時,所捕捉到的畫面會更加地清晰,發射時特定的傾斜角是科學家測量的最佳結果。

發射火箭的注意事項

火箭的發射是一項耗時費力的工程,需要考慮的因素有很多。地球赤道和黃面的傾斜角、衛星的功能決定所處的軌道、軌道高度和地球的位置關係、軌道上一年四季的光照情況等等都決定著火箭的設計和發射過程。

比如這次高分十四號的發射傾斜角大約在112°,而太陽同步軌道衛星的傾斜角大概在98°,為什麼會有差別呢?

目的就是為了讓助推器落入許可的範圍之內,如果此次長徵三號乙運載火箭按照98°傾角發射,那麼火箭助推器就可能落入了越南境內,這就會造成一定的國際糾紛,況且一個助推器裡面所包含的技術還不少,這也是不能隨便洩密的!

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