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【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 石豪】

北京時間12月22日12時37分，長征八號運載火箭自文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，將新技術試驗衛(wèi)星等多顆衛(wèi)星送入太陽同步軌道。

這次發(fā)射，不僅象征著中國新一代運載火箭的全面亮相，也標志著“十三五”規(guī)劃期間中國航天的新一代火箭發(fā)射任務圓滿收官。

中國航天2020年的“One more thing”

史蒂夫·喬布斯還在世的時候，不僅蘋果手機還附送充電器，他在年度發(fā)布會上的“One more thing”（還有一件事），更是被人津津樂道，新一代macbook等眾多明星產(chǎn)品都在“One more thing”環(huán)節(jié)閃亮登場。

“One more thing……” （圖/蘋果發(fā)布會）

長征八號，就是2020年中國航天帶來的“One more thing”。

長征八號運載火箭（圖/中國航天科技集團）

中國航天是全面發(fā)展的，既有探索未知的空間探測器，也有保障人民生產(chǎn)生活的應用衛(wèi)星。除去建設周期長的導航星座外，目前大量投入使用的主要是運行在地球靜止軌道的通信衛(wèi)星，和太陽同步軌道的遙感衛(wèi)星。

地球靜止軌道與太陽同步軌道（圖/NOAA SciJinks）

地球靜止軌道我們很熟悉了，在赤道上空35786千米高度，衛(wèi)星的軌道周期與地球自轉周期一致，從地面看來衛(wèi)星是高懸于赤道之上靜止不動的。

太陽同步軌道則要復雜一些。衛(wèi)星在自己的軌道平面上繞地球旋轉，而地球也在繞太陽公轉。如果沒有擾動的話，衛(wèi)星的軌道平面在太空中的方向是不會變的——也就是說，衛(wèi)星的軌道面與日地連線的夾角會隨著地球公轉而不斷改變，就像下圖中紫紅色的軌道一樣：

但對于給地球拍照的遙感衛(wèi)星來說并不合適，因為軌道面與太陽夾角的改變，意味著拍照時太陽光的方向改變，這給衛(wèi)星照片的判讀處理平添了許多麻煩。

而太陽同步軌道設計的關鍵，恰恰就在“擾動”上。

如果地球是一個質(zhì)量分布均勻的完美球體，那對于衛(wèi)星的運行幾乎沒有擾動，可地球偏偏是一個“扁球體”，赤道直徑比南北極直徑大一些，這就對衛(wèi)星的運行增添了一些額外干擾。利用這種干擾，我們可以設計出一種軌道，讓衛(wèi)星每轉一圈，軌道面都偏轉一點，偏轉的速度恰好是地球繞太陽公轉的角速度：每天0.9856度。

軌道面跟著太陽的方向同步轉動，這就是“太陽同步軌道”。

太陽同步軌道 （圖/舊金山州立大學）

太陽同步軌道很獨特，它的軌道傾角大于90度，衛(wèi)星運行方向與地球自轉方向相反，是所謂的“逆行軌道”。因此地球自轉速度對于發(fā)射非但沒有幫助，反而是一種阻礙。

之前，我們都是采用長征二號丙/丁，或者長征四號乙/丙火箭執(zhí)行太陽同步軌道發(fā)射任務，700千米太陽同步軌道運力可以達到3噸，再大就力不從心了。所以今年12月6日，我們在西昌用運載能力更強的長征三號乙火箭發(fā)射高分十四號衛(wèi)星，而長三乙一直是用于發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星的，“臨時客串”并不是常態(tài)。

長征八號火箭，為改變這種現(xiàn)狀而來。