我國成功發(fā)射的“神舟”號飛船基本上都是在相對較為寒冷的季節(jié)發(fā)射升空的。

“神舟”號飛船為何選在冬季發(fā)射？
原來，航天發(fā)射是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，飛船上天后，要由我國的航天測控網(wǎng)對飛船實(shí)施測控管理和回收。這個測控網(wǎng)由多個國內(nèi)測控站、國外測控站和我國的四艘“遠(yuǎn)望”號遠(yuǎn)洋航天測量船組成。在對飛船實(shí)施測控的過程中，遠(yuǎn)望一號、二號、四號和三號遠(yuǎn)洋航天測量船同時分布在太平洋、印度洋和大西洋的指定海域，除了遠(yuǎn)望一號，其它三艘測量船的任務(wù)海域都在緯度相對較高的南半球，那里的海況在南半球的春夏季節(jié)要好一些，秋冬季節(jié)則極為惡劣，尤其是在冬季，不要說在海上執(zhí)行航天測控任務(wù)，就是正常航行都難保安全。為此，“神舟”號飛船的發(fā)射要盡量避免安排在南半球的冬季。 飛船著陸場為何選在內(nèi)蒙古中部？ 根據(jù)飛船運(yùn)行軌道特點(diǎn)，著陸場必須具備4個條件：一是飛船將從這個地區(qū)上空多圈次通過；二是場地要開闊；三是地勢要平緩，地表要足夠堅(jiān)硬；四是天氣狀況要好。內(nèi)蒙古中部地區(qū)屬沙質(zhì)草地，地勢平坦開闊，區(qū)內(nèi)沒有大河，為中溫帶大陸氣候，全年干燥，少雨多風(fēng)，能見度高。當(dāng)?shù)厝藷熛∩�，平均每平方公里不超過10人。因此，“神舟”飛船的主著陸場選在了內(nèi)蒙古草原上。 飛船上天，為什么要進(jìn)行海上測控？ 對于上天的飛船來說，浩瀚的大海和它有什么聯(lián)系？為什么要不遠(yuǎn)萬里、耗費(fèi)巨資同時前往三大洋進(jìn)行海上測控？海上測控與陸上測控有什么不同？海上測控對飛船的運(yùn)行有何重要作用？ 神舟5號載人飛船發(fā)射、運(yùn)行和返回過程中，陸地和海上共有多少個測控點(diǎn)？分布在什么地方？ 在整個飛行試驗(yàn)過程中，共有近20個測控點(diǎn)。其中，4艘“遠(yuǎn)望號”航天測量船分別位于三大洋上，“遠(yuǎn)望一號”在日本海，“遠(yuǎn)望二號”在南太平洋上，“遠(yuǎn)望三號”在南大西洋上，“遠(yuǎn)望四號”在印度洋上。國內(nèi)則有10余個各種測控站，分布在新疆、甘肅、內(nèi)蒙、陜西、山東、福建等各地。 為何在三大洋上同時測控？ 世界上第一枚近程運(yùn)載火箭發(fā)射時，其射程僅為幾百公里，一部雷達(dá)就可完成對它的全程跟蹤測量。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭及衛(wèi)星相繼問世，它們飛行時間長、航程遠(yuǎn)。我們知道，地球是一個赤道半直徑約為6378公里的橢球體，一個離地球300公里的航天器，繞地球飛行一圈的航程為4萬多公里，而由于受到地球曲率的影響，地面上一個測控站一次僅能跟蹤4000多公里的航程。我國國土面積有限，本土測控站已經(jīng)不能滿足對這些航天器跟蹤測量的需要，尤其是在遠(yuǎn)地點(diǎn)對航天器進(jìn)行控制時，航天器往往處在地球的另一面，這就需要建立國土以外的測控站。地球表面約70%的面積為海洋，在陸地建站，除同步定點(diǎn)衛(wèi)星以外只能跟蹤航天器航程的一小部份。為滿足對航天器跟蹤、測控的需要，綜合考慮上述因素和政治因素，人們自然想到了在海洋上對航天器進(jìn)行跟蹤測量，航天測量船就應(yīng)運(yùn)而生。 這里所說的測控是航天器測量、控制與通信的簡稱，有時也簡稱為測控通信。測量包括外測和遙測，我們通過外測來確定航天器的空間位置，通過遙測來了解航天器的內(nèi)部工作狀態(tài)；遙控是指航天測量船或地面測控站對航天器的控制，通過向航天器發(fā)送各種遙控指令和注入數(shù)據(jù)來控制航天器的飛行和返回；通信是特指地面與航天員的雙向話音通信和飛船電視圖象的接收。
“遠(yuǎn)望號”航天測量船作為我國的海上活動測控站，它具有綜合測控能力強(qiáng)、機(jī)動性高、自主性好、使用靈活的特點(diǎn)。根據(jù)“神舟5號”飛船關(guān)鍵弧段的測控要求和測控通信覆蓋的要求機(jī)動地在三大洋布陣，能夠發(fā)揮其最大的使用效益。 遠(yuǎn)洋測量船的使命？ 在“神舟5號”飛行任務(wù)中測量船承擔(dān)的任務(wù)有哪些？ 在“神舟5號”飛行過程中，4艘遠(yuǎn)洋測量船均對飛船進(jìn)行跟蹤測軌、遙測、遙控、天地話音通信、接收飛船電視圖象等任務(wù)，其測控通信時間占整個運(yùn)行段的50%以上。
“遠(yuǎn)望一號”船承擔(dān)了飛船入軌后軌道測量、遙測監(jiān)視飛船狀態(tài)、太陽能帆板展開控制等重要任務(wù)；遠(yuǎn)望二號船承擔(dān)飛船入軌后數(shù)據(jù)注入和變軌控制等重要任務(wù)；遠(yuǎn)望三號船承擔(dān)了飛船返回調(diào)姿與制動控制等關(guān)鍵控制任務(wù)；遠(yuǎn)望四號船用于彌補(bǔ)測控盲圈。 為什么除了“遠(yuǎn)望一號”布在北半球外，其他3艘測量船都布在南半球？ “神舟5號”飛船在太空運(yùn)行的軌道并不象同步地球衛(wèi)星那樣是在赤道上空，它的軌道面和地球的赤道面之間有一個夾角，這個夾角叫作軌道傾角�！吧裰�5號”飛船的軌道傾角為43度左右，這就是說，飛船在環(huán)繞地球飛行時，是在南北緯40多度之間的上空運(yùn)行。要對飛船進(jìn)行測控，就必須能夠觀測到飛船，如果測控站點(diǎn)全部在北半球，南半球就相應(yīng)成為盲區(qū)。
我國的陸上測控站全部分布在北半球，要完成飛船在南半球的跟蹤測控任務(wù)，除了在南半球建立陸上測控站，剩下來的唯一選擇就是讓“遠(yuǎn)望號”航天測量船在南半球的指定海域執(zhí)行飛船的測控任務(wù)。
更重要的是，“神舟5號”飛船飛行軌道的一些需要地面監(jiān)視和控制的特征點(diǎn)，如變軌點(diǎn)和返回制動點(diǎn)都在南半球，所以有三艘測量船布在南半球。 我國的4艘航天測量船是否能夠?qū)崿F(xiàn)在飛船運(yùn)行過程中每圈都有跟蹤測控？ 基本上能夠?qū)崿F(xiàn)每圈都有跟蹤測控�！吧裰�5號”載人飛船一天繞地球飛行約14圈，除有一圈外其余每圈都有一至兩艘船對其進(jìn)行跟蹤、測控和通信：“遠(yuǎn)望一號”船是3圈，“遠(yuǎn)望二號”船是6圈，“遠(yuǎn)望四號”船也是6圈，我們所在的“遠(yuǎn)望三號”船是3圈。它們和陸上測控站一起，實(shí)現(xiàn)了對神舟5號飛船每圈有1到5個測控通信弧段、關(guān)鍵弧段連續(xù)測控的需求，使“神舟5號”飛船按預(yù)定的計劃順利地完成飛行任務(wù)。 海上測控和陸上測控相比有哪些主要區(qū)別？ 與陸上測控站相比，航天測量船突出的特點(diǎn)有三：
一是可以在動態(tài)條件下對飛船進(jìn)行測控和通信，即在動中測、動中控、動中通，這里所說的動包括測量點(diǎn)在船舶前進(jìn)方向上的運(yùn)動與升沉運(yùn)動、甲板平面在三個方向上的搖擺運(yùn)動：縱搖、橫搖和艏搖（沿船舶航向上的左右搖擺）。因此，航天測量船增加了船位、船搖和船體變形精確測量設(shè)備；船載設(shè)備在捕獲、跟蹤目標(biāo)時要克服船搖的影響；在數(shù)據(jù)處理中，也附加了大量的船搖與船體變形數(shù)據(jù)的濾波、預(yù)報及其修正。
二是航天測量船的許多大型測控通信天線密集在上甲板上，電磁環(huán)境復(fù)雜，天線視角受到許多限制。電磁環(huán)境的復(fù)雜性要求在航天測量船的船舶設(shè)計與建造、測控通信設(shè)備的總體設(shè)計與研制中，要很好地處理好電磁兼容問題。在航天測量船執(zhí)行試驗(yàn)任務(wù)中，需要通過測量工況設(shè)計來解決天線視角受限的問題。
三是測量船長時間遠(yuǎn)航到三大洋預(yù)定海域執(zhí)行任務(wù)，天氣海況復(fù)雜，測控通信設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，完成任務(wù)的安全性和設(shè)備可靠性要求高，工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)技術(shù)要過硬。 飛船如何變軌？ “神舟號”飛船為什么要進(jìn)行變軌和軌道維持？如何進(jìn)行？ 神舟號飛船變軌的目的主要是使飛船進(jìn)入圓型化的運(yùn)行軌道飛行，這條運(yùn)行軌道具有一定的回歸特性，例如通過遠(yuǎn)望三號船進(jìn)行返回控制，每天都可以使飛船返回到國內(nèi)的主著陸場或副著陸場。軌道維持的目的主要是抵消由于大氣攝動等因素造成的軌道下降，使飛船的飛行軌道維持在預(yù)定的高度。這次神舟5號飛船由于預(yù)定飛行時間為一天，所以不進(jìn)行軌道維持。
“神舟號”飛船的變軌和軌道維持是通過它自己配置的大、小發(fā)動機(jī)來進(jìn)行的。在變軌或軌道維持前，通過測量船或地面測控站把點(diǎn)火工作的發(fā)動機(jī)組合、點(diǎn)火時間、關(guān)機(jī)時間發(fā)送給飛船，使飛船按設(shè)定的程序工作。 如果大量操作都可以通過地面進(jìn)行遙控的話，那么“神舟5號”的航天員在操控飛船方面起到什么作用？ “神舟5號”飛船具有航天員手動操控飛船的功能。在地面的指揮和支持下，航天員手控可以處理一些飛行故障，為飛船自主飛行的關(guān)鍵程控事件起到備份的作用。例如，必要時可以由航天員操縱控制鍵盤，啟動返回艙與軌道艙分離等動作。
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