新闻背景：美宇航局为何选择夜间发射发现号

美宇航局为何选择夜间发射发现号

　　据《新闻周刊》12月8日报道，美宇航局原计划于美国东部时间7日晚9时35分发射发现号航天飞机，执行国际空间站重建任务，这也是自哥伦比亚号失事以来，航天飞机第一次在夜间发射。可是，在发射的最后几秒钟，由于肯尼迪航天中心上空云层太低，只得取消发射。按常理，夜间活动的原因不外乎两个，一是不希望引起别人注意；二是希望把事情神不知鬼不觉地完成。所以，当美宇航局决定在夜间发射发现号航天飞机的时候，人们不禁要问，他们这一决策的背后又有何深意？

　　四年来首次夜间发射

　　发现号本次发射是美宇航局自四年前的哥伦比亚号事故以来，第一次选择在夜间发射航天飞机，这一定程度上表明美宇航局对航天飞机所进行的安全改进取得了成效，对航天飞机又恢复了信心。2003年初，哥伦比亚号发射升空后，一块绝缘泡沫材料从航天飞机外挂燃料箱上脱落，在隔热系统上撞出一个洞，结果哥伦比亚号在重返大气层时，炽热气体进入航天飞机内部，导致哥伦比亚号解体坠毁，机上七名宇航员全部遇难。

　　哥伦比亚号失事后，美宇航局尤其避免了在夜间发射航天飞机，因为如此一来，监控航天飞机升空的摄像机便可准确捕捉到升空过程中航天飞机可能受到的损坏。但美宇航局此次为何一反常态，决定在夜间发射？原来，美宇航局已成功开发出一套寻找航天飞机损坏并对此做出回应的新技术。在哥伦比亚号悲剧之前，监视这种损坏的唯一途径是对发射过程中脱落的碎片进行光学观测。这种做法显然在夜色中派不上用场。幸运的是，美宇航局最新的安全技术并不依靠于对发射期间航天飞机状况的光学观测，因此，他们自信夜间发射并不会使航天飞机面临的风险增加。

　　除了航天飞机机械臂上的可延伸吊杆之外，摄像机可以监控到航天飞机下腹部的所有位置，在航天飞机进入轨道后当天，这可是机组人员关注的焦点。接下来，在靠近国际空间站时，航天飞机将来一个 大翻转，以便让整个腹部暴露在空间站机组人员手中高清晰摄像机的镜头前。在这两次操作期间，机组人员可以检查到任何致命损坏，从而让他们有充足时间对航天飞机进行修复，而在哥伦比亚号失事之前，美宇航局的航天飞机从未进行过这种操作。这些程序远非在航天飞机发射期间捕捉图像那么简单，相反，它们现已成为航天飞机机组人员的第一道防线和最佳预警系统。当然，人们对航天飞机发射期间发生的状况感兴趣的原因有许多，但发现号此次飞行任务的安全显然已不再是关注的焦点。

　　选择在夜间飞行的原因

　　美宇航局官员称，为了在2010年航天飞机全部停飞前完成国际空间站建设，他们需要重新具备在夜间发射航天飞机的能力。这其中的原因主要是基于轨道运动的特定定律，尤其是航天飞机在太空、国际空间站等目的地的运动状况。任何一颗地球轨道卫星都需遵循一种椭圆形轨迹运行，这个椭圆形轨迹位于一个平面之内，平面还包括地球的中心。这是三个世纪前科学家最早推算出来的行星运动定律的结果。这种平面通常在到达某个角度时向赤道倾斜，卫星穿过其轨道路径的时候，地球正好在那条路径下面旋转。

　　由于来自地球赤道区鼓起(equatorial bulge)的重力干扰，这条轨道的平面还会在太空中移动。国际空间站的轨道平面每天会向西偏转6度左右(由于其它轨道的倾斜和高度，偏转的速率也会有所不同)。在地球向东偏转的影响下，这些向相反方向偏转的运动意味着，每天破晓时分，空间站都会与同地球表面相关的同一条路径重叠。一天开始之时，地球并不必为了回归原来的位置而旋转360度，因为空间站的轨道路径总是通过自身的向西漂移，在移动之中满足这种要求。

　　在地球到了354度之后，空间站的轨道此时变为6度，最初的直线排列因此再次实现。这一过程并不需24小时，相反，所用的时间是全天24小时减24分钟。因此，国际空间站每天都会比前一天提早24分钟飞经发射地点。如果发射窗出现在某个月第一天的中午时分，那么十天之后，空间站可能提前移动了四个小时。十五天之后，它正好处于黑夜向黎明过渡中。仅仅几周之后，发射窗才能变得足够得早，接近于日落时分，再过几天，发射窗就会出现在日落前一刻，如果按照相同模式向往后推，发射窗时间每天都会提前。

　　这种作用对航天飞机操作所造成的影响是，在日历上的任一日期，发射窗都有可能处于日间或夜间，这主要取决于国际空间站轨道位置。考虑到其它方面的限制，如俄罗斯飞船发射日程和空间站轨道平面朝向太阳的方位，这一结果就经常成了一个难以解决的日程排定问题。而夜间发射航天飞机则免去了美宇航局的许多后顾之忧，为发射提供了足够多的机会，航天飞机由此不必再空耗几周，甚至几个月时间，等待不停运动的轨道和日夜间的循环再次排成一列，与此同时将航天飞机宝贵而有限的寿命在苦苦等待中消耗殆尽。

　　继续观测发射过程

　　然而，这并不意味着对泡沫碎片从航天飞机外挂燃料箱和隔热系统脱落的时间和位置的观测已经变得毫无价值，美宇航局决不会放弃任何观测这种事件的机会，即便是在夜间，他们已安放了一套新的传感器系统，专门从事这项工作。美宇航局航天飞机项目主管韦恩·黑尔在上个月航天飞机飞行前的一个新闻发布会上告诉记者：我们有望看得更清楚。他是指时刻注视着升空航天飞机一举一动的整套摄像机和雷达系统以及安装在航天飞机上的摄像机。

　　至于夜间发射可能出现的问题，黑尔指出，航天飞机在发射升空的头两分钟本身就具有光源，在这两分钟，空气动力学产生的压力最大，脱落碎片对脆弱的航天飞机表面造成的冲击也最大。黑尔这里谈到的光源是指两个固体火箭推进器发出的火焰。日前，美宇航局在犹他州试验场对改进后的火箭推进器设计进行了测试，此次测试就是在夜间进行的，以便让技术人员能准确测量推进器火焰的亮度，确定摄像机最佳曝光设置。

　　泡沫碎片脱落的准确时间对美宇航局今后对外挂燃料箱绝缘系统的改进至关重要。明年，他们将继续这项工作，进一步减少脱落泡沫数量。黑尔承认，出于其它不能详细描述的原因，对航天飞机升空过程的全程监控仍相当重要。他解释说：我们经常会遇到同泡沫碎片无关的意外问题。因此，把这些问题发生过程拍摄下来就显得至关重要。

　　如今，像日间或夜间发射以及传感器和摄像机准确配置之类的问题同黑尔的根本态度相比简直微不足道。在哥伦比亚号失事后，包括黑尔在内的美宇航局管理层对航天飞机发射的态度有了重大转变。这一次，美宇航局的决策者们不会再对一些看似琐碎的小事视若无睹，相反，他们将睁大眼睛，仔细观察航天飞机发射过程中可能出现的任何意外状况，只有这样，他们才能真正发现问题，并迅速做出决策，及时解决有可能危及航天飞机和宇航员安全的问题。(杨孝文）