火箭已经竖起来,发射场却还要等地球转到合适的位置。

图片:NASA 每日图片 · Image credit: SpaceX · 原始页面
NASA 9 月 29 日选用的照片,拍摄于 9 月 27 日。地点是佛罗里达州卡纳维拉尔角的 SLC-40,猎鹰 9 号和龙飞船正在为 Crew-13 做准备。
当时公布的目标发射时刻,是 10 月 1 日美国东部时间 11:10。这是发布在发射前的计划,并不等于实际发射结果。现在回看这张照片,最值得保留的问题是:为什么时间要精确到那一分钟?
发射台要等一个平面
国际空间站的轨道倾角约为 51.6 度。火箭要与它会合,首先需要进入接近同一个轨道平面。高速飞行后再大幅改变轨道平面,推进剂代价很高。
在一次发射等待的时间尺度上,可以把这个平面近似看作固定,而地球在自转。发射场随地球移动,只有在合适的时刻才经过有利的入轨位置。空间站在轨道上的位置、飞船的追赶路线和任务限制,也一起决定发射窗口。

示意图:来历;非按比例绘制。入轨窗口还受会合路线和任务条件限制。
因此,11:10 不是任意挑选的钟点。轨道几何把一个巨大的距离问题,变成了一个严格的时间问题。这个平面也不是永远不动:更长时间内,它还会发生轨道进动。
四个人与一套相互依赖的系统
NASA 的图片说明列出了计划乘组:Jessica Watkins、Luke Delaney、加拿大航天局的 Joshua Kutryk,以及俄罗斯航天员 Sergey Teteryatnikov。
不同国家的乘员同乘一艘飞船,背后也有运行上的考虑。空间站由相互依赖的系统组成,交叉乘组安排有助于维持不同舱段的操作能力。照片里的登舱臂把人送进飞船,地面和空间的通信系统则要在他们离开之后继续保持联系。
把接收站搬到海上,再搬到天上
中国的航天测控也面对过相同的地球曲率问题:无线电链路不能把地球当成透明的球。远望号测量船把天线带到地面站难以覆盖的海域;天链中继卫星则从太空转发低轨航天器的数据。
中国国家航天局《2016 中国的航天》白皮书记录,天链一号实现全球组网,远望七号完成首航,测控网逐渐形成陆、海、天基一体的布局。
发射窗口回答的是“什么时候能出发”;测控网络回答的是“出发之后怎样一直保持联系”。一枚火箭升空,需要这两道题同时有答案。