7.歐洲“阿麗亞娜”火箭為什麼能取得巨大成功
歐洲空間局研製的“阿麗亞娜”係列火箭是世界航天史上的一項傑作，同時也是航天技術國際合作的一個成功範例，其成功經驗很值得借鑒。
從1979年“阿麗亞娜1號”火箭首次發射成功後，歐洲空間局先後研製了1型、2型、3型和4型火箭，每一種新型號在繼承前者成就的基礎上大力創新，不僅大大提高了性能和可靠性，而且還建立了良好的國際聲譽。最初，美國根本瞧不起“阿麗亞娜1號”火箭，但隨著“阿麗亞娜”4型火箭的出現並成功發射後，歐空局迅速占領了原屬於美國的航天發射市場。20世紀末，當“阿麗亞娜”5型火箭被研製成功後，它以極大的運載能力和高可靠性進一步對美國構成了威脅。“阿麗亞娜”係列火箭在商業上取得的巨大成功，原因是多方麵的。在戰略上，歐洲空間局一貫強調獨立自主的研製風格，在擺脫對美國的依靠之後又同美國展開了競爭；在預測上，歐空局通過認真研究航天事業的發展和應用，預見到航天發射市場還蘊藏著巨大潛力；在管理上，歐空局采取一國為主、多國協作的研製政策，既加強了統一領導，又發揮了各國的優勢；在技術上，歐空局一直采取從低起點開始逐步改進，逐漸減少風險的研製方針。實踐證明，這一方針是行之有效的，有著許多優點；在總目標上，歐空局始終強調高水準、低成本、高可靠性和適應性；在市場競爭上，歐空局采取了相當靈活的政策，例如新火箭在前幾次發射時，對搭載的載荷隻收取很少部分的費用，對歐洲以外的收費標準也較低。這些都是“阿麗亞娜”係列運載火箭取得成功的經驗。
由此可見，“阿麗亞娜”火箭能夠取得成功不僅取決於技術上的日趨成熟，同時也取決於靈活多變的國家政策。
8.如何判斷飛船是否按“預定軌道”飛行
判斷飛船如何按預定軌道飛行。第一，我們要為理論軌道設計一個誤差帶。設計的誤差帶的大小主要由發射飛船的運載火箭入軌的偏差、測量與控製偏差、天文及物理常數偏差、大氣及天體攝動等因素所決定。理論軌道就像公路中間的分界線，隻是一條線，誤差帶就像公路兩邊的路麵，這樣就使理論軌道周邊有了空間，以理論軌道為軸心，從而形成了一個通道。這樣理論軌道加誤差帶這才是真正的“預定軌道”。飛船軌跡落在這個通道內，就能準確判定飛船是按照“預定軌道”飛行。
第二，描述理論軌道及飛船飛行軌跡的參數較多，最直觀的描述參數是：地理經度、地理緯度、速度大小、速度方位角、地麵高度、速度傾角6個參數。因而理論軌道的誤差帶實際上也是由這6個參數的誤差帶組成。隻有在飛行軌跡的6個參數值均落在理論軌道相應點的對應參數誤差帶之內，人們才能最後判定飛船是在按“預定軌道”進行飛行。
在整個飛船飛行過程中，確定飛船的運行軌跡，主要靠地麵測控站和海上測控船組成的多個測控網，通過地麵雷達進行跟蹤目標。根據雷達所測定的飛船運行到某個點的斜向距離、目標方位及仰角可確定目標的位置，便可得到兩點間的速度大小、速度方位角和速度傾斜角這3個參數。不斷跟蹤連續測量，便可得出在該跟蹤時段的飛船運行軌跡，將這些軌跡與預定軌道相比，就可以知道飛船此時是否按“預定軌道”飛行了。
9.發射載人飛船的火箭為什麼要求特別高
發射載人飛船的火箭和發射非載人飛船的火箭相比，要求要高得多，這是因為要盡可能保證參加航天飛行的航天員的安全。發射一般的無人航天器，即使發射失敗，造成的損失最主要的也是經濟上的，而發射載人飛船，如果發射失敗，就會導致人員傷亡，造成的損失是無法用經濟來衡量的，有時甚至會導致整個計劃的夭折。因此高可靠、高安全、高質量，是用於載人航天的運載火箭與普通商用火箭最大的不同之處。從曆史的情況看，蘇、美等國用於發射載人飛船的火箭一般都不是專門研製的，而是在洲際導彈或其他類型火箭的基礎上改進而來的。在改進過程中，最重要的就是如何提高火箭的安全性和可靠性，為此會采取種種措施。美國用“宇宙神”D運載火箭首次成功地發射了“水星”飛船模型、俄羅斯發射“聯盟號”火箭都是如此，在提高火箭可靠性的同時，還在飛船上部安裝了逃逸救生塔，以備在火箭發射出現問題時應急救生。中國載人航天工程中，使用的“長征二F”火箭也同樣采取了多種措施來提高安全性：對火箭元器件、部件進行嚴格篩選和測試；對關鍵的部件采取備份措施，控製器的CPU及電路甚至采用了三冗餘；增加了故障診斷係統，可以在點火前30分鍾開始工作，自行判斷火箭的工作狀態；增加逃逸救生係統，能在火箭出現意外時，迅速把航天員帶離故障火箭，安全逃生；火箭整體測試與試驗更加嚴格，能及早在地麵發現問題並及時解決。“長征二F”火箭采取上述措施後，可靠性從“長征二E”火箭的0.91提高到0.97，成為中國可靠性指標最高的運載火箭。如果考慮到飛船采取的安全措施，則可使航天員的安全性達到99.7%。
10.世界最大的運載火箭是哪一種
20世紀60年代，太空競賽空前高漲，蘇美兩國競相研製大型運載火箭。美國為登月研製了巨型的“土星Ⅴ”火箭，該火箭箭體高度為85.6米，連同阿波羅飛船在內總高110.6米，第一級和第二級直徑均為10.1米，第三級和儀器艙直徑為6.6米。“土星Ⅴ”火箭發射重量為2870.9噸，推進劑總重量為2686噸，其近地低軌道運載能力為104.3噸，地球逃逸軌道運載能力為43.09噸；前蘇聯為實施登月計劃，研製了N1巨型火箭，其總長約100米，底部最大直徑為15米，第一級由24～36枚火箭發動機並聯而成。第一級產生的推力可達4500～6350噸，超過了“土星Ⅴ號”。第二級裝有8台發動機，總推力為1432噸。第三級裝有4台發動機，總推力為320噸。N1巨型火箭的運載能力約為98噸，不過，這種火箭在1969年到1972年的四次發射試驗均遭失敗。20世紀70年代，前蘇聯為了發射航天飛機而研製的“能源號”運載火箭，成為迄今為止世界最大的運輸火箭。該火箭箭體高度約60米，芯級直徑為8米，助推器高為39米，直徑為4米。發射航天飛機時，它的起飛重量為2400噸，其中液氫液氧攜帶量多達2000噸，起飛推力高達3500噸。在發射其他有效載荷時，“能源號”可將18噸載荷送入地球同步軌道；將32噸有效載荷送入月球；將27噸有效載荷送入火星和金星。“能源號”的正常低軌道運載能力為100噸，如果為這枚火箭配備上麵級，它的近地軌道運載能力就可達270噸。該火箭分別在1987年和1988年進行了兩次發射，後一次用於發射前蘇聯的航天飛機。由於該火箭運載能力太大，找不到用武之地，後來被俄羅斯政府取消了。目前現役的運載火箭近地軌道運載能力最大為20噸左右，以美國的“大力神Ⅳ”和俄羅斯的“質子號”為代表。
11.為什麼火箭發射場多選擇低緯度地區
在不同緯度的發射場，同一運載火箭的發射載荷能力也是不同的，緯度越低，運載能力就越高。正由於此，為了運載盡可能多的有效載荷，火箭發射場多選擇在靠近赤道的低緯度地區。把發射場建在靠近地球赤道的位置可以起到事半功倍的效果，主要原因有兩個：第一，被發射衛星的飛行速度是由運載火箭的速度與地球速度共同決定的，在運載火箭速度一定的情況下，發射場的緯度越低，地球的轉動速度越大，被發射衛星的軌道速度就越大。我們知道，地球是自西向東進行自轉的，如果從赤道向東發射衛星，則能最大限度地利用地球的轉動能量，這實質上是借助地球的自轉力來提高衛星的飛行速度，從而節省火箭的推力以攜帶更大的載荷；第二，從赤道或靠近赤道的發射場向東發射地球靜止軌道衛星時，可使衛星的飛行軌道與最終軌道處於或接近同一平麵，這樣可以大量節省衛星達到地球靜止軌道位置所耗費的能量，節省寶貴的衛星推進劑，大大延長衛星運行壽命。所以，在選擇發射場時，應當盡可能地選擇在低緯度地區，最好是建在赤道附近，這樣既能借力，又可省力。例如，從北緯5.2°的法屬圭亞那庫魯航天中心發射同樣質量的地球靜止軌道衛星，要比從北緯28.2°的美國卡納維拉爾角發射節省15%的推進劑。除了盡可能選擇在低緯度地區建立發射場之外，建立海上發射平台也是不錯的主張。在海上發射的好處就是可以避免火箭飛越有人居住的地區，更主要的是海上發射平台可以根據需要隨意移動，發射位置比較靈活，但是這種方式多用來發射小型衛星。