物理地理历史组合优势与劣势（互动学勉中学地理高级教师葛永锋）

钱江晚报·小时新闻记者 王湛

长征、东方红、尖兵、风云、中星、神舟、天舟、天宫、悟空、墨子、张衡、嫦娥……同学们，你听说过这些别致的名字吗？

这些是中国航天实现“飞天梦”的具体任务，每一个名字蕴含现代科学与传统文化的跨时空融合，体现着航天人的科学梦想和浪漫情怀。

今天，随着核心舱的升空，我们还邀请到了诸暨市学勉中学地理高级教师葛永锋，来给我们科普航天选址以及发射选时的相关知识。

航天发射如何“挑宝地、选良辰”

1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。

1958年建成的酒泉卫星发射中心、1967年开始建设太原卫星发射中心、1970年开始建设的西昌卫星发射中心，2014年建设文昌航天发射场，这四大卫星发射中心，成为支撑中国航天发展的根本基石。

从酒泉到太原，从西昌到文昌，50多年来，中国航天发射场形成了沿海内陆、高低纬度、各种射向相结合的科学合理的战略格局。

发射卫星、航天器都是天大的事情，必要“挑宝地、选良辰、摘吉日”。良辰吉日意思是说需要有优良的气象天文条件作为保证。

“挑宝地”

一般发射场地纬度越低越好，最好接近赤道地区，因为纬度越低，地球自转的线速度度越大，航天器的惯性离心力大，而且受到的地转偏向力小，有利于发射，能节省燃料；

地势平坦开阔，地质结构稳定；

良好的气象条件，风速小，晴天较多，大气的透明度好；

人烟稀少，地形隐蔽，不易被外界发现，有建立禁区的可能；

交通便利，便于箭体、航天器的运输；

临海的发射场，海洋成为火箭残骸理想的安全坠落区。

“选良辰”

一般来说，火箭发射需要“温和”的气象指标，包括温度适宜、风速合适、地面到高空不能有强的风切变，不能有雷电、强降水等强对流天气等等。

像在文昌发射基地，火箭发射的最大气象考验是“三高三强”，即高温、高湿、高盐，强台风、强雷暴、强降水。选择在汛期，频繁出现的雷电、短时大风的预报是气象服务保障的重点，也是难点；非汛期很少有雷暴、强降水天气，那么风就成为关键的气象因素。

正因适宜的天气状况是必要发射条件之一，发射火箭需要天气合适的窗口时间，窗口期长度和精度因任务不同而存在较大差异，有的以天计算，有的以小时计算，有的则以分秒计算。

发射窗口是一个确定的时间点，如果一秒都不能差，就叫“零窗口”发射。在发射“天舟一号”时，正值海南岛气候由干季向雨季转换，午后强对流、雷暴等危险天气越发频繁，因此气象保障也很关键了。不过“天舟一号”发射当时发射场天气晴朗、水汽充沛、整体没有雾、无降水无雷电、近地强风比较小，正是适宜火箭发射的天气。

为什么我国的载人飞船发射选在酒泉

载人飞船发射地之所以选在酒泉，是考虑到载人飞船正常着陆的安全。载人飞船的着陆场通常要选择在广袤平坦、人迹罕至的地方，这既可避免返回舱在着陆时因撞到特殊地形而受损，确保航天员的安全，又能防止返回舱在降落时砸到人。目前，我国载人飞船的主着陆场——四子王旗，就可满足全部条件。

那么，选择着陆场与选择发射场之间又有什么关系呢?

飞船在太空中的飞行轨道与地球赤道间有一个夹角，叫轨道倾角，这个倾角由任务需要而定。由于改变轨道倾角需要消耗大量燃料，飞船从发射到返回，轨道倾角不会有太大的变化。而飞船绕地球转一圈的时间跟地球自转时间比要短得多，在相同倾角下，每一圈又会经过不同的地方。根据轨道的这些特点，如果在酒泉卫星发射中心发射，飞船飞行若干圈后，将在理想的着陆场着陆。

原来，给载人飞船选发射场和着陆场就像给地铁选车站，不仅站点有讲究，“行程”也相对固定。不过，选择酒泉作为载人飞船“始发站”，不仅要考虑“终点站”的问题，还要考虑“临时站”的问题。这个“临时站”，就是飞船逃逸的着陆场。

一般发射最易出故障的时段是起飞段，所以在以发射台为原点，延发射方向的一个扇形面内要无建筑和人员，便于航天员逃生。

飞船逃逸的着陆场比正常返回的着陆场还重要。我国载人火箭一般向东偏南方向发射，太原、西昌两大卫星发射中心在这一方向上均有人口稠密、地形复杂的地区，而酒泉卫星发射中心东南方的地貌则以沙漠、戈壁为主，是着陆场的不二选择。

文昌卫星发射中心

主要承担大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务，是我国最年轻、最先进、最生态的航天发射场。

文昌发射中心是中国首个滨海发射基地，发射场完全对外开放。

2016年11月3日，我国新一代大型运载火箭长征五号从文昌航天发射场首飞成功，实现了我国火箭运载能力由10吨级到20吨级的重大跃升，标志着我国运载火箭实现升级换代，跨入世界大吨位火箭发射行列，对我国从航天大国迈向航天强国具有里程碑意义。

长征五号B的首飞成功，标志着空间站工程建设进入了实质阶段。从此，文昌航天发射场全面进入载人空间站建设、火星探测、月球采样返回等重大航天工程任务期，必将成为中国空间站的“母港”和补给基地。

文昌航天发射场将广泛运用人工智能和自动控制技术，实现设施设备系统现代化和管理能力现代化，具备快速机动发射和重型火箭发射测控能力，中国航天将从这里向更远的深空进发。

酒泉卫星发射中心

又称为“东风航天城”，组建于1958年10月，是我国创建最早、规模最大的卫星发射中心，是我国唯一的载人航天发射场。

该中心所在地属于西北极端干旱区，属于内陆及沙漠性气候，降水极少，年降水量仅为76.9 毫米，且变率大，空间、季节分布不均，主要集中在6 月至9 月。这里地势平坦，人烟稀少，一年四季多晴天，云量小，日照时间长，可为航天发射提供良好的自然环境条件。每年约有300天可进行发射。

太原卫星发射中心

太原发射中心始建于1967年，是我国自主建设的第一座火箭卫星发射场。

该中心地处黄土高原晋西北山麓，属寒温带半干旱大陆性季风气候，四季分明，春季干旱少雨，降水集中在夏季，冬季寒冷干燥。昼夜温差较大，日照充足，湿度较小。无霜期只有90天，全年平均气温5℃。该中心所在地气候干燥，年平均降水日数偏少，发生强对流天气的时间较集中，出现影响能见度的雾霾天气概率较小，有利于卫星发射。

西昌卫星发射中心

西昌具有“天然发射场”的优越条件：一是纬度低（北纬28.2 度)，海拔高(1500米)，发射倾角好，地空距离短。纬度越低离赤道越近，这既可充分利用地球自转的离心力，又可缩短地面到卫星轨道的距离，从而增加火箭的有效载荷。二是峡谷地形好，地质结构坚实。这样的条件有利于发射场的总体布局，对地面发射设施、技术设备及跟踪测量和通信布网有利，能满足多个发射场的建设。三是晴好天气多，发射窗口好。海拔高，属亚热带气候，西昌年平均气温16.9℃，全年地面风力柔和适度，是全国气候变化最小的地区之一，日照多达320 天，几乎没有雾天，允许发射的“发射窗口”较多。

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