双十一我们有些尾款人选择了海外代购,而24号凌晨4时30分,在海南文昌航天发射中心,我国也开始了首次月球“代购”之旅,为大家采点儿“月亮”回来。吃瓜少年们颇为兴奋,可仔细这么一琢磨,一个问题涌上心头——
这么骄傲的事情为什么凌晨做?

重大事件的时间选择,那自然是有考量的~
首先,这个时间点便于奔月轨道的设计。月球探测与火星探测一样,都属于深空探测,在火箭发射轨道的设计上,工程师们要考虑到地月相对位置等因素。
具体来说,发射时间的选择要满足地球与月球位置关系的限制、探测器地月转移时间、火箭射向和滑行时间的约束、返回器再入航程等条件。经过综合考虑,凌晨发射可以满足各种约束条件。
从太阳影响的角度看,如此精密的探测活动,需要尽量减少太阳活动对于嫦娥五号的影响。长征五号火箭飞向宇宙的时候,正好是地球把太阳光直接遮蔽住的时候,太阳辐射、太阳黑子、太阳风暴等对嫦娥五号探测器的影响会明显降低。
从气象条件上看,凌晨的天空云层更少,有利于信号的传播。
航天发射并不是一件轻松的事情,不像飞机起航那样简单。凌晨因为没有太阳光照射、温度下降,地表的蒸发量降低,空中的云层也明显减少、变薄。这种有利于信号传播的天气条件,也就有利于地面科研人员对嫦娥五号进行控制。而且,凌晨大气状况比较稳定,基本不会出现突然的天气变化,同样有利于长征五号火箭的发射。
某海滨城市凌晨4点景象(天空云量少)
再有,天空漆黑的时候还方便观测。在凌晨发射,可更好地利用望远镜等天文设备,对观察到的发射情况做出总结。如果是白天发射“长征五号”,强烈的太阳光会干扰天文望远镜从而无法精确捕捉火箭发射的具体情况。
与此同时,夜晚空气比较凉爽,“胖五”的整流罩温度更低,更能保护整流罩。
最后,科学家们还考虑到了蓄电池的因素。蓄电池容量是有限的,因此“嫦娥五号”独自飞向宇宙还必须有太阳光照。凌晨发射,在它达到数万公里之后,蓄电池就能以最大的光照夹角获得源源不断的光照能源,从而进行可持续的工作。
综上,地月位置关系、太阳活动、气象条件、观测条件、蓄电池储能……嚯,这凌晨4点半的决策竟然有这么多门道!
笔者:陈山,中国气象局气象分析师,气象工程师。